【参天引擎】华为参天引擎内核架构源码架构，多线程服务，数据节点管理，多节点间元数据管理

news2024/11/25 10:24:06

cantian引擎源码结构

专栏内容：

参天引擎内核架构
本专栏一起来聊聊参天引擎内核架构，以及如何实现多机的数据库节点的多读多写，与传统主备，MPP的区别，技术难点的分析，数据元数据同步，多主节点的情况下对故障容灾的支持。

手写数据库toadb
本专栏主要介绍如何从零开发，开发的步骤，以及开发过程中的涉及的原理，遇到的问题等，让大家能跟上并且可以一起开发，让每个需要的人成为参与者。
本专栏会定期更新，对应的代码也会定期更新，每个阶段的代码会打上tag，方便阶段学习。

开源贡献：

toadb开源库

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文章目录

cantian引擎源码结构
前言
概述
源码地址
源码目录结构
主要模块介绍
- cantianLib
- - 源码目录
  - 系统架构
- CMS模块
- - 源码目录
  - 系统架构
总结
结尾

前言

国内数据库的发展如火如荼，每年的各种大会都会听到好消息，今年除了数据库本身的各种技术演进之外，华为发布了参天引擎，而且是做为数据库的一种基座形式，也就是所有数据库可以在参天引擎基础上，构建形成多主分布式架构的数据库系统，这也就是它叫引擎的目的。

本专栏就来详细聊一聊参天引擎内部架构，以及如何适配参天引擎。

概述

cantian引擎核心代码已经基本开源，也让爱好者们跃跃欲试，今天给大家分享一下参天引擎的源码结构。

源码地址

gitee地址

源码目录结构

源代码主要在pkg/src目录下：

[senllang@hatch src]$ ll
total 44
drwxr-xr-x.  2 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 cluster
-rw-r--r--.  1 senllang develops  792 Dec  9 14:03 CMakeLists.txt
drwxr-xr-x.  4 senllang develops   94 Dec  9 14:03 cmd
drwxr-xr-x.  4 senllang develops   56 Dec  9 14:03 cms
drwxr-xr-x.  3 senllang develops 8192 Dec  9 14:03 common
drwxr-xr-x.  3 senllang develops   39 Dec  9 14:03 driver
drwxr-xr-x.  2 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 gstbox
drwxr-xr-x. 18 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 kernel
drwxr-xr-x.  2 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 mec
drwxr-xr-x.  2 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 protocol
drwxr-xr-x.  2 senllang develops   66 Dec  9 14:03 rc
drwxr-xr-x.  3 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 server
drwxr-xr-x.  4 senllang develops 4096 Dec  9 14:03 tse
drwxr-xr-x.  2 senllang develops   60 Dec  9 14:03 upgrade_check
drwxr-xr-x.  4 senllang develops   52 Dec  9 14:03 utils
drwxr-xr-x.  2 senllang develops   72 Dec  9 14:03 version

如上图，可以看到以模块命名的目录。

主要模块介绍

主要有几个模块：

cantianLib

可以做为一个单独的节点存在，如数据节点，或者协调节点等。一般做为数据节点，也就是管理数据的存储，它仅仅是管理协调的功能，实现数据和设备由CMS节点负责。

cantianlib是数据库引擎与CMS节点之间的桥梁，它会处理各种SQL执行场景下对数据的请求，以及对于事务日志的记录。

源码目录

cantianLib 代码位于
./pkg/src/server/

系统架构

在这里插入图片描述

它也是多线程架构实现，它的前端是DB agent，通过监听来自它的网络请求，比如登陆数据库，执行DDL，DML等，将它们转换为对数据的请求，再发往CMS。主要包括几个服务：

kernel服务，主要用于数据和锁的请求处理，并且负责buffer管理，catalog元数据管理等；
DB后台服务，主要处理来自于DB agent的请求，将SQL场景转换为数据请求；通过将session绑定到线程服务中，可以处理数据并发访问；

CMS模块

CMS是一个核心服务，主要对分布式资源，分布式锁进行调度管理，还有存储设备进行管理。整体是一个多线程的架构，通过网络与前端进行交互，响应资源的请求，并从存储文件系统中进行获取。

源码目录

CMS模块的源码位于
./pkg/src/cms/cms

系统架构

它的代码架构如下图所示
在这里插入图片描述

模块主要有三个阶段：

初始化；包括配置加载和初始化，各服务的初始化，以及服务线程的启动，设备和网络的启动；
运行阶段；主要处理来自message的事件，对消息进行处理响应；这里要主要不同资源，锁的请求分配；
退出；在cms退出时，清理和落盘数据；

总结

总得来看，参天引擎分为三大块，

一是数据库计算结合的agent，这里并没有看到开源，它主要是在数据库计算时，需要的数据，向数据节点申请释放；
二是cantianLib，也就是数据节点，这部分维护数据库相关的数据，如数据的缓存，数据库的元数据等，在多节点间进行同步，还有一些多节点需要协调的业务，如备份，checkpoint,事务提交等；
第三部分是CMS，也就是物理存储部分，将数据时行分散到存储设备，管理数据分布，在请求数据时可以从物理设备读写数据；

当然对应的物理存储设备也算第四部分，可以对应NFS，也可以是DBstor，这部分的优化也没有开源。