C#和NewSQL更配 —— CockroachDB入门(可能是C#下的全网首发)

一、CockroachDB是什么

  CockroachDB(https://www.cockroachlabs.com)是Google备受瞩目的Spanner的开源模仿,承诺提供一种高存活性、强一致性,可横向扩展的SQL数据库。主要的设计目标是全球一致性和可靠性,从蟑螂(cockroach)的命名上是就能看出这点 [ 打不死的小强:) ]。Cockroach节点是均衡的,其设计目标是同质部署(只有一个二进制包)且最小配置。CockroachDB的扩展非常容易,只要一行命令,秒级进行。

二、环境部署

  官方文档写的非常详细,按照做就好了。部署的文档(https://www.cockroachlabs.com/docs/stable/install-cockroachdb.html),笔者在CentOS上直接使用Binary的方式进行的部署。

  安装完之后开始启动CockroachDB了,启动命令参考文档(https://www.cockroachlabs.com/docs/stable/start-a-node.html)。

cockroach start --insecure \
--store=hello-1 \
--host=192.168.118.21

  解释下这行命令:启动一个CockroachDB的节点,存储位置为安装所在目录下的hello-1,并且使用192.168.118.21进行host,如果需要还可以指定管理站点的端口和数据库对外端口,对应的参数为 --port = 26257(默认值)、--http-port = 8080(默认值)

  OK,启动完之后可以在浏览器输入host中指定的IP:端口进入到管理站点,界面如下图1:

                           【图1】

三、实战

  在真正的使用C#代码调用之前首先先创建一个账户,使用cockroach user 命令。需要注意的是,如果之前在启动节点时指定了ip和端口,那么同样需要进行指定。同样的,再创建一个数据库并且给创建的账户设置权限。代码如下:

cockroach user set testaccount --insecure --host=192.168.118.21

cockroach sql --insecure -e 'CREATE DATABASE test' --host=192.168.118.21

cockroach sql --insecure -e 'GRANT ALL ON DATABASE test TO testaccount'  --host=192.168.118.21

  其实在安装完CockroachDB之后会自带SQL Client,在这个上面可以运行所有的SQL语句。当然我们这里暂时不讨论这个,有兴趣的小伙伴可以转到(https://www.cockroachlabs.com/docs/stable/use-the-built-in-sql-client.html)。

  由于CockroachDB支持PostgreSQL的协议,所以我们可以使用C#下比较热门的PostgreSQL驱动,下载地址:https://github.com/npgsql/npgsql 。我们需要使用的其实就是其中的npgsql项目编译出来的dll。好了,开始创建一个表并初始化2条数据:

            using (var conn = new NpgsqlConnection("Server=192.168.118.21;PORT=26257;User ID=testaccount;Password=testaccount;Database=test;Timeout=0;Command Timeout=0"))
            {
                conn.Open();

                conn.ExecuteNonQuery("CREATE TABLE IF NOT EXISTS accounts (id INT PRIMARY KEY, balance INT)");

                using (var cmd = new NpgsqlCommand("INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (1, 1000), (2, 250)",
                    conn))
                {
                    cmd.ExecuteNonQuery();
                }
            }

  可以看到建表的语句所支持的语法和SQL SERVER还是有一些差别的,可以直接在CREATE TABLE 后面跟判断表是否存在。好了,执行完可以点击管理站点左上角的“DATABASES”选项卡,就可以看到下面的数据库(test)和表(accounts)了,图2:

                            【图2】

   好,我们来尝试着读取的一下数据:

            using (var conn = new NpgsqlConnection("Server=192.168.118.21;PORT=26257;User ID=testaccount;Password=testaccount;Database=test;Timeout=0;Command Timeout=0"))
            {
                conn.Open();

                using (var cmd = new NpgsqlCommand("SELECT id, balance FROM accounts", conn))
                {
                    using (var reader = cmd.ExecuteReader(Behavior))
                    {
                        while (reader.Read())
                        {
                            Console.WriteLine(@" reader[id] is {0}", reader["id"]);
                            Console.WriteLine(@" reader[balance] is {0}", reader["balance"]);
                        }
                    }
                }
            }

  这里需要注意一点的是。npgsql如果使用连接字符串的方式来初始化连接,那么其默认的连接模式为连接池模式。在此模式下,一但创建的NpgsqlConnection被Dispose()一次之后,后续哪怕再继续实例化一个新的NpgsqlConnection也会报错。如果要使用这种短链接的方式,需要使用NpgsqlConnectionStringBuilder来进行连接的实例化,并且指定 Pooling = true ,如下。

            var connString = new NpgsqlConnectionStringBuilder("Server=192.168.118.21;PORT=26257;User ID=testaccount;Password=testaccount;Database=test;Timeout=0;Command Timeout=0")
            {
                Pooling = true
            }.ToString();

            using (var conn = new NpgsqlConnection(connString))

四、性能测试

  测试客户端机器是 4核 i5-4300U,数据库所在的机器是 8核 Xeon(R) E5630。为了做一个相应的对比,我在CockroachDB所在的机器装了SQL Server 2017 on Lunix、另外也用了装在同等配置下的windows服务器上的SQL SERVER2008进行对比。见图3(点击图片可查看大图):

                               【图3】

  大家可以着重看数据库响应时间那列,这里的时间是纯的数据库响应+2次网络I/O的时间,减少数据库访问SDK对结果的影响。但是很明显从”线程时间列“中看出nqgsql中对连接的开销比.net framework中的sqlconnection还是大了2个数量级,所以我们在运用的时候需要考虑封装一层连接池来实现。

  测试结果得出的结论是:CockroachDB在长连接模式下的性能是SQL SERVER的3倍以上,其它场景完全没法用,所以如果要运用CockroachDB还是要围绕这个模式去做。另外SQL SERVER在自家Windows和Lunix上还是有些小差异的,都使用默认设置,性能上高出几个百分点,当然SQL SERVER的版本不同可能也会带来一些影响,这里没有继续深入测试,结果仅供参考。

五、结语

  再做上面的一系列工作中,也对CockroachDB的一些信息做了更深入的了解。其目前主要还是围绕着开头说的”可伸缩、跨地域(全球)复制且兼容事务的 ACID 特性的分布式数据库“来做,并不适用于复杂Join或者OLAP型需求的场景。不过其还很年轻,目前只有3岁,从github上的热度来看,其未来的发展还是前途一篇光明的,并且谷歌在Go语言上的投入对CockroachDB的受益是直接的,所以保持持续的关注。

  另外如果各位的确有跨机房多数据中心的需求,并且几个机房的位置离的不远,能够对NTP(如果对CockroachDB的基于NTP的实现HLC感兴趣,可以转到这篇文章:http://www.jianshu.com/p/8500882ab38c)的时钟误差控制在一定可以接受的范围内,我认为还是值得一试的。毕竟动态扩容和rebalance真的是你手指动动秒秒钟的事情,运维成本非常低。

作者:Zachary_Fan 出处:http://www.cnblogs.com/Zachary-Fan/p/cockroachdb_net_csharp.html

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