Apache Ignite基本概念及最佳实践(一)——概念篇

一、基本概念

1.Ignite是什么

Apache Ignite是一个分布式数据库，用于以内存速度进行高性能计算。项目中涉及到缓存功能的使用，因此本文主讲缓存相关功能与配置

2.Ignite和其他缓存对比

• Server结点：存储数据，参与缓存，执行计算和流处理
• Client结点：不存储数据，可以进行缓存的读写，参与计算任务，流处理和事务
• Thin Client结点：不存储数据，不参与计算和流处理

2.集群

• 集群中包括服务器节点和客户端节点，不包括Thin Client节点
• 每个节点都必须可以连接其他任何一个节点
• 可以使用TCP/IP或ZooKeeper来实现节点发现功能

3.数据模型

• 所有的数据都是以二进制格式存储的
• 无需将整个对象完全反序列化，就可以读出数据中部分字段

4.数据分区

• PARTITIONED：是扩展性最好的分布式缓存模式，所有数据被均等地分布在分区中，所有的分区也被均等地拆分在相关的节点中。更新快，但读取复杂
• REPLICATED：所有数据都被复制到集群内的每个节点，适用于数据集不大而且更新不频繁的场合
• LOCAL：最轻量模式，只在本地存数据，适用于数据只读或需要定期刷新的场景中
  

5.关联并置

• 具有相同关联键的数据分配给相同的分区
• 默认主键是关联键，也可以在代码中制定关联键(通过@AffinityKeyMapped注解)

6.内存架构

• Data page(数据页)：真正保存数据的页
• Index page(索引页)：保存数据页所在位置的页
• B+Tree Meta page(B+树索引页)：B+树索引页，保存的是Index page
• Free Lists Meta page(空闲列表页)：保存当前的空闲页情况
  

7.持久化

基于以下功能实现：

• 在磁盘上存储数据分区：磁盘中数据格式与内存中相同
• WAL日志：在数据写入磁盘之前，先将数据写入日志文件，再将数据写入磁盘
• 检查点：检查点建立后，所有改动都会持久化到磁盘
• 变更数据捕获：检测并捕获数据库变动，记录顺序，供其他服务消费
• 交换内存：是操作系统的机制，并不是真正的持久化，节点关闭数据就会丢失

8.SQL

默认使用H2 SQL引擎，SQL语法是ANSI-99兼容的

三、配置

1.Ignite配置

• clientMode：客户端模式
  • true：客户端节点
  • false(默认)：服务端节点
• networkTimeout：链接超时时间，默认是5000
• includeEventTypes：需要监听的事件类型

2.Cache配置

• name：缓存名，不可为空
• atomicityMode：原子性模式
  • ATOMIC(默认)：所有的操作都以原子方式执行，不支持事务
  • TRANSACTIONAL：支持键值API事务，不支持SQL事务
  • TRANSACTIONAL_SNAPSHOT：实现MVCC，支持键值事务和SQL事务
• backups：配置备份节点的数量，只有PARTITIONED可配置，默认是0
• writeSynchronizationMode：写入同步模式
  • FULL_SYNC：完全同步，客户机节点将等待所有参与的远程节点写入或提交完成
  • FULL_ASYNC：完全异步，客户端节点不会等待响应，写入方法完成后或者事务提交后也可能会跟更新
  • PRIMARY_SYNC(默认)：部分同步，客户端会等待主节点的提交或更新，但不会等待备份节点
• readFromBackup：是否从备份节点读取数据，默认是false
• expiryPolicy：过期策略，可以在创建缓存时设置，也可在获取缓存时设置
  
• indexedTypes：索引类型，索引键值对应数组，参数必须为偶数个

四、总结

apache ignite是一个功能非常全面的缓存框架，后续会继续更文apache ignite的实战部分。