PostgreSQL架构

Postgres-XL架构

由GTM、GTM-Proxy、Coordinator、Datanode组成。

GTM负责提供事务的ACID属性；

Datanode负责存储表的数据和本地执行由Coordinator派发的SQL任务；

Coordinator负责处理每个来自Application的SQL任务，并且决定由哪个Datanode执行，然后将任务计划派发给相应的Datanode，根据需要收集结果返还给Application；

GTM通常由一台独立的服务器承担，GTM需要处理来自所有GTM-Proxy或者Coordinator和Datanode的事务请求。

每台机器最好同时配置一个Coordinator、一个Datanode与GTM-Proxy。

每台机器同时配置一个Coordinator和一个Datanode，可以负载均衡，同时降低网络流量。GTM-Proxy会减少GTM的负载，将Coordinator和Datanode上进程的请求和响应聚集到一台机器上，同时会帮助处理GTM失效的情况。

GTM可能会发生单点故障，可以配置一个GTM-Standby节点作为GTM的备用节点。

协调器（Coordinator）

处理客户端连接。

分析查询语句，生成执行计划，并将计划传递给数据节点实际执行。

对数据节点返回的查询中间结果集执行最后处理。

管理事务两阶段提交（2PC）。

存储全局目录（GlobalCatalog）信息。

数据节点（DataNode）

实际存储表和索引数据，数据自动打散分布到集群中各数据节点。

只有协调器连接到数据节点才能可读写。

执行协调器下传的查询，一个查询在所有相关节点上并行查询。

两个数据节点间可建立一对一通讯连接，交换分布式表关联查询（Join类）的相关信息。

全局事务管理器（GTM）

全局事务管理器（GTM：Global Transaction Manager）

全集群只有一个GTM节点，会有单点故障问题，可以配置StranBy热备节点保证高可用。

通过部署GTM Proxy，解决GTM性能瓶颈。

提供事务间一致性视图。

处理必须的MVCC任务：

transaction IDs 事务ID。

snapshots 数据快照，MVCC使用。

管理全局性数据值：

timestamps 时间戳。

sequences 序列对象。

数据分布

数据分布有两种模式： 复制表（Replicated Table）与分布表（Distributed Table）

复制表（Replicated Table）：每行记录复制到集群中所有的数据节点，每节点一份。

分布表（DistributedTable）：记录分片存在不同节点，可用的分片策略方式Hash、Round Robin、Modulo。

高可用性

全局事务管理器采用热备方式。

多个协调器间负载均衡。

数据节点使用流复制，复制数据到备节点。

功能特性

license：Mozilla PublicLicense许可，允许将开源代码与闭源代码混在一起使用。

完全的ACID支持。

可横向扩展的关系型数据库（RDBMS）。

支持OLAP应用，采用MPP（Massively Parallel Processing大规模并行处理系统）架构模式。

支持OLTP应用，读写性能可扩展。

集群级别的ACID特性。

多租户安全。

支持分布式Key-Value存储、支持JSON和XML格式。

事务处理与数据分析处理混合型数据库。

支持丰富的SQL语句类型，如关联子查询。

支持绝大部分PostgreSQL的SQL语句。

分布式多版本并发控制（MVCC：Multi-version Concurrency Control）。

支持所有支持PostgresSQL类型的驱动JDBC, ODBC, OLE DB,Python,Ruby,perl DBI,Tcl。

功能不足

需要使用外部机制实现高可用，如pg流复制、Corosync/Pacemaker等。

增删节点/重新分片数据（re-shard）的比较复杂。

数据重分布（redistribution）期间会锁表。

某些外键、唯一性约束功能欠缺。