分布式数据库原理、架构与实践

图书信息

作者	李海翔
出版社	机械工业出版社
ISBN	9787111691617
出版时间	2021-09-01
字数	31.6万
分类	科技,计算机,网络,计算机理论与教程

读书简介

这是一部对分布式数据库的核心原理、架构设计以及经典分布式数据库的实现行深剖析的著作，融了作者在腾讯、Oracle等企业20余年的数据库实践经验，以及数据库领域前沿的研究成果，得到了中国人民大学杜小勇教授等多位业界知名专家的高口碑和鼎力推荐。 本书以前沿技术和工程实践为抓手，沿着问题确认、原理阐述、架构剖析、实例分析的思路，从3个方面对分布式数据行了讲解。

目录

版权页

序一

序二

序三

序四

前言

第一篇 原理

第1章 分布式数据库系统的挑战和原理

1.1 分布式数据库系统的挑战

1.1.1 分布式系统面临的问题

1.1.2 数据库面临的一致性问题

1.1.3 分布式数据库系统面临的问题

1.2 分布式理论

1.2.1 ACID、BASE与CAP简析

1.2.2 CAP分布式理论

1.2.3 PACELC理论和CAP新进展

1.3 分布式系统一致性的本质

1.3.1 偏序与全序

1.3.2 有序与并发

第2章 深入研究一致性

2.1 概述

2.1.1 常见的分布式一致性

2.1.2 科研情况一览

2.2 结果一致性

2.2.1 共识问题形象化描述：拜占庭将军问题

2.2.2 结果一致性的应用

2.3 次序一致性

2.3.1 线性一致性

2.3.2 顺序一致性

2.3.3 因果一致性

2.3.4 会话一致性

2.4 分布式事务一致性

2.4.1 单机事务的一致性

2.4.2 分布式事务的一致性

2.4.3 分布式一致性与分布式事务一致性的关系

2.5 架构一致性

2.5.1 分布式系统主备一致性

2.5.2 去中心化的分布式系统一致性

第3章 一致性问题的解法

3.1 依赖物理时间引发的问题

3.2 逻辑时钟

3.2.1 因果（happened-before）模型

3.2.2 逻辑时钟的实现

3.2.3 逻辑时钟的缺点

3.2.4 物理时钟与同步问题

3.3 向量时钟

3.4 混合逻辑时钟

3.5 Paxos协议

3.5.1 Paxos协议解决问题的背景

3.5.2 Paxos协议中的角色

3.5.3 Basic Paxos协议

3.5.4 Paxos协议改进与扩展

3.6 Raft算法

3.6.1 Raft算法基础

3.6.2 Raft算法详解

3.6.3 Paxos算法与Raft算法的比较

第4章 分布式事务原理

4.1 概述

4.1.1 单机事务处理技术

4.1.2 分布式事务处理技术

4.2 基本的分布式事务并发访问控制机制

4.2.1 封锁并发访问控制算法

4.2.2 TO相关算法

4.2.3 CO算法

4.3 OCC算法

4.3.1 OCC算法的优势与不足

4.3.2 基本的OCC算法

4.3.3 改进的OCC算法

4.3.4 OCC算法与其他并发算法的融合

4.3.5 分布式OCC算法

4.4 MVCC技术

4.4.1 MVCC技术解决了什么问题

4.4.2 MVCC技术的核心思想

4.4.3 可串行化的快照隔离

4.4.4 写快照隔离

4.4.5 MVCC技术实现示例

4.4.6 MVCC技术扩展

4.5 前沿的并发控制技术

4.5.1 动态调整时间戳算法

4.5.2 Data-driven算法

4.5.3 面向列的细粒度机制

4.5.4 基于硬件的改进

4.5.5 基于AI的改进

4.5.6 自适应并发访问控制算法

4.6 分布式提交技术

4.6.1 两阶段提交

4.6.2 三阶段提交

4.6.3 基于Paxos的提交

4.6.4 一阶段提交

4.7 可串行化发展历史

4.8 其他分布式处理技术

第二篇 架构

第5章 去中心化的分布式数据库架构

5.1 分布式存储架构

5.1.1 数据分布

5.1.2 数据管理

5.1.3 多副本与数据存储

5.1.4 存算分离

5.1.5 多读与多写

5.2 分布式查询优化与并行执行架构

5.2.1 查询优化

5.2.2 MPP

5.2.3 计算下推/外推

5.3 高可用性架构

5.3.1 高可用衡量指标

5.3.2 高可用性分类

5.3.3 高可用事务

5.3.4 高可用架构

5.4 分布式事务架构

5.4.1 事务管理器在客户端、中间件、服务器端中的实现

5.4.2 去中心化的并发事务框架

5.5 可扩展性架构

5.5.1 可扩展性是一种能力

5.5.2 事务处理的可扩展性

5.6 强一致性

5.7 解耦

第6章 新技术与分布式数据库架构

6.1 新硬件

6.2 智能数据库

6.3 云计算与数据库

6.3.1 云原生

6.3.2 云数据库

6.3.3 Serverless数据库

6.4 HTAP

6.4.1 HTAP概念与HTAC架构

6.4.2 行列混存

6.5 下一代数据库

6.5.1 数据库技术简史

6.5.2 下一代数据库技术特征

第三篇 典型案例

第7章 Spanner深度探索

7.1 从Spanner的两篇重点论文说起

7.2 Spanner的架构

7.3 Spanner的事务处理模型

7.3.1 读事务的分类和意义

7.3.2 分布式一致性实现原理

7.3.3 写操作一致性的实现原理

7.3.4 Truetime事务处理机制的缺点

7.3.5 深入理解Spanner的悲观策略

7.3.6 Spanner与MVCC

7.3.7 读副本数据

7.3.8 全局读事务的一致性

7.3.9 只读事务

7.4 Spanner与CAP

第8章 Percolator事务处理模型

8.1 Percolator的架构

8.2 Percolator的事务处理

8.2.1 事务处理整体过程

8.2.2 数据项上存储的事务信息

8.2.3 事务提交过程

8.2.4 事务读数据过程

8.2.5 Percolator的事务处理示例

第9章 CockroachDB深度探索

9.1 CockroachDB的架构

9.2 CockroachDB事务处理模型

9.2.1 事务处理相关的数据结构

9.2.2 事务处理的阶段

9.2.3 事务处理的整体过程

9.2.4 事务的并发冲突

9.2.5 事务自动终止

9.2.6 隔离级别

9.3 分布式一致性实现原理

第10章 其他数据库

10.1 内存型数据库Hekaton的事务处理机制

10.1.1 Hekaton的技术架构

10.1.2 Hekaton的事务管理

10.1.3 Hekaton的并发控制

10.2 文档型分布式数据库MongoDB

10.2.1 MongoDB的架构

10.2.2 MongoDB的事务处理技术

10.3 列存分布式数据库HBase

10.3.1 HBase的架构

10.3.2 HBase的事务处理技术

10.4 Greenplum

10.5 图、键值、文档事务处理技术

10.5.1 图模型事务处理技术

10.5.2 键值、文档模型事务处理技术

10.6 深入讨论数据库架构

10.6.1 数据库的通用架构

10.6.2 事务型数据库的架构

10.6.3 主流分布式数据库的技术比较

参考文献