高吞吐低延迟的 NoSQL 数据库——Scylla 3.0 发布

开源 NoSQL 数据库 Scylla Open Source 发布第 3 个主要版本更新，这个版本提高了查询效率并减少存储的容量需求，尽可能降低维护时间，同时也还加强了整体数据库的执行效率，官方表示，Scylla 是目前性能最高的 NoSQL 数据库，包括布署于生产环境的 Apache Cassandra 都不是对手。

2015 年发展至今，以 C++ 从头打造的开源 NoSQL 数据库 Scylla，其基础设计与 Apache Cassandra 数据库兼容，并提供相同的横向扩展和容错能力，但官方提到，其吞吐量可以是 Apache Cassandra 的 10 倍，并维持一致且个位数毫秒的延迟时间。

Scylla Open Source 3.0 加入了实例化视图（Materialized Views）功能，将不同磁区找寻数据的复杂性，从应用程序移到服务器上，因此实例将会更快也更可靠，这个方法让应用程序更容易对数据进行多重审查。实例化视图让应用程序只需要声明额外的视图，Scylla 会产生新的视图表格，并且在每一次更新基础表格（Base table）时，视图表格也会随之自动更新，写入动作仅直接发生在基础表格上，而读取动作则是对视图表格。官方提到，一如往常的 Scylla 与 Apache Cassandra 版本兼容，包括这项功能更新与 CQL 语法。

另外，Scylla Open Source 3.0 也添加了已可用于生产的全局辅助索引（Global Secondary Indexes）功能，能够扩展至任何大小的分布式集群。全局辅助索引利用低端的实例化视图索引，以使索引不相依于集群节点数。而辅助索引对大部分应用程序来说是可见的，因此查询能够访问表格中的所有字段，用户可以在不更改应用程序的情况下，添加或是删除索引。

辅助索引能够比实例化视图索引花费较少的存储成本，因为辅助索引只要复制索引的字段与主键值，而不像是实例化视图索引必须复制查询的字段，因此同样的，辅助索引也能够更高性能地执行更新，因为唯有主键值和索引列字段的改变，才能触发索引视图中的更新。

官方提到，辅助索引或实例化视图的使用时机，取决于应用程序的需求，当开发者要求高性能并且需要对特定字段集进行查询，则需要使用实例化视图。然而，如果应用程序需要查询不同的字段集，辅助索引就会是更好的选择，因为可以根据应用程序的需求，以较少的存储成本移除和增加查询索引。

这个版本还支持了新的高性能存储格式 SSTable，该格式与 Apache Cassandra 3.x 兼容，同时也与先前 Scylla 版本向后兼容，而且少掉了复制作业中不需要的重复数据，能最多减少 3 倍存储容量。官方提到，新布署的 Scylla Open Source 3.0 数据库将自动使用新格式，而既保存案不受影响。

另外，Hinted Handoff 功能则可以帮助节点因大量写入负载、硬件故障或是任何因素造成暂时无法回应的情况，当发生短暂网络问题或是节点重启的时候，Hinted Handoff 将能帮助减少系统修复的时间，进而提升分布式布署的整体性能。

官方解释，提示（Hint）代表着写入请求的纪录，这分纪录会由协调器留存，直到故障节点再次连上线。而且当写入成功但一个或多个副本皆无法确认的时候，Scylla 会也会产生一个提示，在这些节点恢复时，重新写入数据。这个功能在 Scylla Open Source 2.1 中属实验性质，而在 Scylla Open Source 3.0 终于正式加入了。

在整体执行性能方面，Scylla Open Source 3.0 也改进了多重磁区扫描，Scylla 通过扩展有状态分页以支持范围扫描，在新版本中加入了新的控制算法，加速从所有分片读取范围中的所有数据，这些分片缓存了分片上的中介串流，并将分页查询引导到先前使用的配对缓存结果上。简单来说，新算法的本质是一个多工器，在分片上结合读取器输出到单一串流中。