分布式数据库：原理与实践

分布式数据库教材在国内相对稀少，本书与国内著名分布式数据库公司——广州巨杉软件开发有限公司合作，主要针对分布式数据库的基本概念、数据库的逻辑结构、物理存储结构、分布式数据库的基础语法等进行整体性的讲解，帮助读者建立分布式数据库的完善理论基础，同时结合巨杉分布式数据库的应用实战来增强读者对分布式数据库理论的理解以及利用分布式数据库解决实际问题的能力。本书将理论与实战紧密结合。从分布式基础理论到实战经验，将理论付诸实战，帮助读者在提高理论基础的同时强化实战能力。另外，本书还提供了视频教学资源、练习题库和案例实战的源代码。

本书全方位讲解分布式数据库的知识点，由易到难、由浅入深地带领读者在分布式数据领域不断深入。第1章主要介绍分布式数据库的起源与发展，并就分布式数据库的结构模式、作用及特点进行详细讲解。第2章主要对分布式技术、分布式服务架构、云数据库与容器化技术、大数据平台、分布式存储与数据库以及区块链技术进行详细介绍。第3章主要从分布式的基础理论、分布式事务分类以及分布式数据库分类、SequoiaDB数据库展开介绍。第4章主要从体系结构、安装部署、实例创建、数据库操作以及数据库事务能力五个方面介绍分布式数据库架构。第5章主要讲述分布式原理、高可用能力演示，以及集群扩容与缩容操作。第6章主要讲解数据迁移的实例，数据库和集群的备份、恢复的基本知识和实例操作。第7章主要介绍数据库的监控与管理，还会介绍几种代表性的快照类型，最后按照问题分类对常见错误进行描述并提供相应的解决方案。
本书适合作为高等学校计算机专业数据库相关课程的教材，也适合作为分布式数据库领域技术人员的参考书。

强 彦
教授，中北大学软件学院院长，博士生导师。山西省教学名师，教育部工程教育认证专家，中国计算机学会虚拟现实与可视化专委常委、教育专委执委，山西省计算机学会理事，《太原理工大学学报》副主编。
目前，主要从事医工结合等计算机应用技术研究方面的教学科研工作。主持国家自然科学基金项目4项，发表学术论文100余篇，主编、参编或翻译著作教材33部，拥有国家发明专利19项。获山西省教学成果一等奖2项、山西省自然科学奖二等奖1项、科技进步奖三等奖1项，主讲课程荣获国家级精品视频公开课称号，是国家一流课程的首席教授。曾获山西省“五一劳动奖章”，山西省“优秀教师”，山西省“十佳师德标兵”，山西省“三晋英才”拔尖骨干人才等荣誉称号。

目    录
前言
教学建议
第1章  分布式数据库技术起源  1
1.1  数据库的起源与发展  1
1.2  分布式数据库系统的基本概念  1
1.3  分布式数据库系统的作用与特点  4
本章小结  4
参考文献  5
课后习题  5
第2章  分布式技术概览  6
2.1  分布式技术分类  6
2.1.1  对称式多处理器架构  6
2.1.2  并行计算  7
2.1.3  分布式计算  9
2.1.4  云计算  10
2.1.5  去中心化计算  10
2.2  分布式服务架构  11
2.2.1  面向服务的架构  11
2.2.2  微服务架构  12
2.3  云数据库与容器化技术  13
2.3.1  云数据库  13
2.3.2  容器化技术  15
2.4  大数据平台  15
2.4.1  Hadoop  15
2.4.2  Spark  16
2.4.3  Storm  17
2.4.4  Flink  18
2.4.5  Flume  18
2.4.6  Kafka  19
2.5  分布式存储与数据库  19
2.5.1  分布式对象存储  19
2.5.2  NoSQL数据库  20
2.5.3  分布式关系数据库  22
2.6  区块链  24
本章小结  25
参考文献  25
课后习题  26
第3章  分布式数据库理论基础  27
3.1  分布式的理论基础  27
3.1.1  CAP理论  27
3.1.2  分布式一致性理论  28
3.2  分布式事务分类  30
3.2.1  两阶段提交协议  30
3.2.2  Google Spanner架构  31
3.3  分布式数据库分类  33
3.3.1  分库分表体系  33
3.3.2  原生分布式数据库体系  36
3.4  SequoiaDB数据库  39
3.4.1  SequoiaDB数据库概述  39
3.4.2  SequoiaDB数据库的主要
技术特点  40
3.4.3  SequoiaDB数据库的应用
场景  41
本章小结  44
参考文献  44
课后习题  45
第4章  分布式数据库架构  46
4.1  计算存储分离体系结构  46
4.1.1  整体架构  46
4.1.2  数据库存储引擎  48
4.2  分布式数据库引擎安装部署  49
4.2.1  安装部署综述  49
4.2.2  推荐硬件配置  50
4.2.3  Linux环境配置  52
4.2.4  命令行安装  56
4.2.5  可视化安装  59
4.3  分布式数据库实例创建  61
4.3.1  分布式数据库实例概述  61
4.3.2  数据库实例—MySQL  62
4.3.3  数据库实例—PostgreSQL  63
4.3.4  数据库实例—SparkSQL  65
4.4  数据库操作  67
4.4.1  集合操作  67
4.4.2  数据库基本操作  75
4.4.3  全文索引  78
4.5  数据库事务能力  81
4.5.1  事务概述  81
4.5.2  事务基本操作  81
本章小结  84
参考文献  84
课后习题  84
第5章  高可用与扩缩容  85
5.1  分布式原理  85
5.1.1  巨杉分布式集群架构  85
5.1.2  数据分区机制  86
5.1.3  数据选举  88
5.1.4  数据同步  90
5.2  高可用能力演示  91
5.2.1  MySQL数据库实例高可用  92
5.2.2  文件系统实例高可用  93
5.3  集群扩容与缩容  93
5.3.1  SAC  94
5.3.2  集群扩容  94
5.3.3  集群缩容  98
本章小结  101
参考文献  102
课后习题  102
第6章  数据迁移、备份与恢复  103
6.1  批量数据迁移  103
6.1.1  批量数据迁入  103
6.1.2  使用mysqldump工具实现数据
迁移实例  103
6.1.3  mydumper和myloader多线程
实例  105
6.1.4  使用csv文件实现数据迁移  107
6.2  实时数据迁移  107
6.2.1  从MySQL迁移数据—实时
复制  107
6.2.2  从MySQL到SequoiaDB的复制
实例  108
6.3  数据库实例备份与恢复  112
6.4  集群备份与恢复  113
6.4.1  全量备份恢复  113
6.4.2  增量备份恢复  114
本章小结  114
参考文献  115
课后习题  115
第7章  数据库监控与管理  116
7.1  图形化监控方法  116
7.1.1  总览  116
7.1.2  节点  117
7.1.3  资源  128
7.1.4  主机  135
7.2  快照监控指标  140
7.2.1  会话快照  140
7.2.2  数据库快照  144
7.2.3  上下文快照  149
7.2.4  事务快照  150
7.2.5  操作系统快照  154
7.3  常见错误处理指南  157
7.3.1  系统配置类问题  158
7.3.2  网络问题  158
7.3.3  节点可靠性问题  159
7.3.4  数据可靠性问题  160
7.3.5  功能问题  160
7.3.6  用户权限问题  168
本章小结  168
参考文献  168
课后习题  168
部分习题答案  170
第1章习题  170
第2章习题  170
第5章习题  170
第7章习题  170