成因、影响与优化策略
分布式数据库作为现代企业级应用的核心基础设施,以其高可用性、可扩展性和数据分片能力,支撑着海量数据的存储与处理,分布式环境下多个节点间的协同操作也引入了新的复杂性,阻塞”问题尤为突出,阻塞不仅会显著降低系统性能,甚至可能导致服务不可用,本文将从分布式数据库阻塞的成因、类型、影响及优化策略展开分析,为系统设计和运维提供参考。
分布式数据库阻塞的成因与类型
在单机数据库中,阻塞通常由锁竞争、事务超时等单一因素引发,而分布式数据库的阻塞则源于节点间的交互与资源协调,成因更为复杂。
跨节点锁竞争 分布式数据库通过分布式锁(如基于zookeeper或redis实现的锁)协调并发事务,当多个事务同时访问同一数据分片的不同节点时,若涉及跨节点锁的获取与释放,可能因锁粒度过粗、锁超时设置不当或网络延迟导致锁等待链过长,引发阻塞,在跨行事务中,若事务A持有节点1的行锁并尝试获取节点2的行锁,而事务B已持有节点2的行锁并等待节点1的行锁,便可能形成死锁,导致双方事务阻塞。
分布式事务协调瓶颈 分布式事务(如两阶段提交2PC、三阶段提交3PC)依赖协调者节点(Coordinator)统一管理事务状态,若协调者节点因高负载、网络分区或故障响应缓慢,可能导致参与者节点(Participant)长时间等待“提交”或“回滚”指令,从而阻塞相关资源,在2PC的“准备阶段”,若协调者未及时收到所有参与者的“就绪”响应,事务将停滞,占用连接和锁资源。
网络延迟与分区 分布式数据库依赖网络节点通信,网络抖动、延迟或分区(Network Partition)会直接影响事务的推进速度,在跨节点查询中,若某个节点因网络问题无法及时返回结果,协调者节点可能因等待超时而中断事务,或因重试机制引发重复请求,加剧阻塞,网络分区可能导致节点间数据不一致,迫使系统进入“只读模式”或触发数据修复流程,间接引发阻塞。
资源耗尽与调度失衡 分布式数据库集群中,若个别节点因CPU、内存或I/O资源耗尽,其处理的事务可能被延迟调度,进而影响依赖该节点的下游事务,在读写分离架构中,从库节点若因复制延迟积压大量未同步事务,主库的写事务可能因等待从库确认而被阻塞,负载调度算法不合理(如热点数据集中分配)也可能导致部分节点过载,引发资源竞争阻塞。
阻塞对系统性能与业务的影响
分布式数据库阻塞的“涟漪效应”远超单机场景,其影响可从系统性能、业务连续性和数据一致性三个维度分析。
系统性能下降 阻塞会直接增加事务响应时间(RT),降低吞吐量(TPS),一个跨节点事务因锁等待延迟10秒,可能导致依赖该事务的后续请求排队堆积,进而引发“雪崩效应”,长期阻塞还会导致连接池耗尽,新请求无法获取连接,进一步恶化系统性能。
业务服务不可用 若阻塞问题持续未解决,可能触发数据库的自我保护机制(如熔断、限流),导致业务服务短暂不可用,分布式协调服务ZooKeeper若因节点阻塞无法选举新的Leader,整个集群可能陷入“只读”状态,影响依赖数据库的在线交易、订单处理等核心业务。
数据一致性与完整性风险 阻塞可能导致事务状态异常,进而破坏数据一致性,在2PC事务中,若协调者节点在“提交阶段”崩溃,参与者节点可能因未收到明确指令而保持“中间状态”,导致数据部分提交、部分回滚,长时间阻塞可能引发事务超时回滚,若回滚日志(Undo Log)损坏,还可能造成数据丢失。
分布式数据库阻塞的优化策略
针对分布式数据库阻塞的复杂成因,需从架构设计、事务管理、资源调度和运维监控等多维度综合优化。
优化锁机制与事务模型
改进分布式事务协调
网络与资源优化
运维与监控体系
分布式数据库阻塞是系统扩展性与复杂性的必然产物,但通过合理的架构设计、精细的事务管理、优化的资源调度以及完善的运维体系,可有效降低其发生概率和影响范围,随着云原生、Serverless等技术的发展,分布式数据库将进一步向“无状态化”“自动化”演进,阻塞问题的解决也将从被动响应转向主动预防,为企业的数字化转型提供更坚实的数据支撑。
oracle数据库的后台进程有哪些
DBWR进程:该进程执行将缓冲区写入数据文件,是负责缓冲存储区管理的一个ORACLE后台进程。 当缓冲区中的一缓冲区被修改,它被标志为“弄脏”,DBWR的主要任务是将“弄脏”的缓冲区写入磁盘,使缓冲区保持“干净”。 由于缓冲存储区的缓冲区填入数据库或被用户进程弄脏,未用的缓冲区的数目减少。 当未用的缓冲区下降到很少,以致用户进程要从磁盘读入块到内存存储区时无法找到未用的缓冲区时,DBWR将管理缓冲存储区,使用户进程总可得到未用的缓冲区。 ORACLE采用LRU(LEAST RECENTLY USED)算法(最近最少使用算法)保持内存中的数据块是最近使用的,使I/O最小。 在下列情况预示DBWR 要将弄脏的缓冲区写入磁盘:当一个服务器进程将一缓冲区移入“弄脏”表,该弄脏表达到临界长度时,该服务进程将通知DBWR进行写。 该临界长度是为参数DB-BLOCK-WRITE-BATCH的值的一半。 当一个服务器进程在LRU表中查找DB-BLOCK-MAX-SCAN-CNT缓冲区时,没有查到未用的缓冲区,它停止查找并通知DBWR进行写。 出现超时(每次3秒),DBWR 将通知本身。 当出现检查点时,LGWR将通知DBWR.在前两种情况下,DBWR将弄脏表中的块写入磁盘,每次可写的块数由初始化参数DB-BLOCK- WRITE-BATCH所指定。 如果弄脏表中没有该参数指定块数的缓冲区,DBWR从LUR表中查找另外一个弄脏缓冲区。 如果DBWR在三秒内未活动,则出现超时。 在这种情况下DBWR对LRU表查找指定数目的缓冲区,将所找到任何弄脏缓冲区写入磁盘。 每当出现超时,DBWR查找一个新的缓冲区组。 每次由DBWR查找的缓冲区的数目是为寝化参数DB-BLOCK- WRITE-BATCH的值的二倍。 如果数据库空运转,DBWR最终将全部缓冲区存储区写入磁盘。 在出现检查点时,LGWR指定一修改缓冲区表必须写入到磁盘。 DBWR将指定的缓冲区写入磁盘。 在有些平台上,一个实例可有多个DBWR.在这样的实例中,一些块可写入一磁盘,另一些块可写入其它磁盘。 参数DB-WRITERS控制DBWR进程个数。 LGWR进程:该进程将日志缓冲区写入磁盘上的一个日志文件,它是负责管理日志缓冲区的一个ORACLE后台进程。 LGWR进程将自上次写入磁盘以来的全部日志项输出,LGWR输出:当用户进程提交一事务时写入一个提交记录。 每三秒将日志缓冲区输出。 当日志缓冲区的1/3已满时将日志缓冲区输出。 当DBWR将修改缓冲区写入磁盘时则将日志缓冲区输出。 LGWR进程同步地写入到活动的镜象在线日志文件组。 如果组中一个文件被删除或不可用,LGWR 可继续地写入该组的其它文件。 日志缓冲区是一个循环缓冲区。 当LGWR将日志缓冲区的日志项写入日志文件后,服务器进程可将新的日志项写入到该日志缓冲区。 LGWR 通常写得很快,可确保日志缓冲区总有空间可写入新的日志项。 注意:有时候当需要更多的日志缓冲区时,LWGR在一个事务提交前就将日志项写出,而这些日志项仅当在以后事务提交后才永久化。 ORACLE使用快速提交机制,当用户发出COMMIT语句时,一个COMMIT记录立即放入日志缓冲区,但相应的数据缓冲区改变是被延迟,直到在更有效时才将它们写入数据文件。 当一事务提交时,被赋给一个系统修改号(SCN),它同事务日志项一起记录在日志中。 由于SCN记录在日志中,以致在并行服务器选项配置情况下,恢复操作可以同步。 CKPT进程:该进程在检查点出现时,对全部数据文件的标题进行修改,指示该检查点。 在通常的情况下,该任务由LGWR执行。 然而,如果检查点明显地降低系统性能时,可使CKPT进程运行,将原来由LGWR进程执行的检查点的工作分离出来,由 CKPT进程实现。 对于许多应用情况,CKPT进程是不必要的。 只有当数据库有许多数据文件,LGWR在检查点时明显地降低性能才使CKPT运行。 CKPT进程不将块写入磁盘,该工作是由DBWR完成的。 初始化参数CHECKPOINT-ProCESS控制CKPT进程的使能或使不能。 缺省时为FALSE,即为使不能。 SMON进程:该进程实例启动时执行实例恢复,还负责清理不再使用的临时段。 在具有并行服务器选项的环境下,SMON对有故障CPU或实例进行实例恢复。 SMON进程有规律地被呼醒,检查是否需要,或者其它进程发现需要时可以被调用。 PMON进程:该进程在用户进程出现故障时执行进程恢复,负责清理内存储区和释放该进程所使用的资源。 例:它要重置活动事务表的状态,释放封锁,将该故障的进程的ID从活动进程表中移去。 PMON还周期地检查调度进程(DISPATCHER)和服务器进程的状态,如果已死,则重新启动(不包括有意删除的进程)。 PMON有规律地被呼醒,检查是否需要,或者其它进程发现需要时可以被调用。 RECO进程:该进程是在具有分布式选项时所使用的一个进程,自动地解决在分布式事务中的故障。 一个结点RECO后台进程自动地连接到包含有悬而未决的分布式事务的其它数据库中,RECO自动地解决所有的悬而不决的事务。 任何相应于已处理的悬而不决的事务的行将从每一个数据库的悬挂事务表中删去。 当一数据库服务器的RECO后台进程试图建立同一远程服务器的通信,如果远程服务器是不可用或者网络连接不能建立时,RECO自动地在一个时间间隔之后再次连接。 RECO后台进程仅当在允许分布式事务的系统中出现,而且DISTRIBUTED ?C TRANSACTIONS参数是大于进程:该进程将已填满的在线日志文件拷贝到指定的存储设备。 当日志是为ARCHIVELOG使用方式、并可自动地归档时ARCH进程才存在。 LCKn进程:是在具有并行服务器选件环境下使用,可多至10个进程(LCK0,LCK1……,LCK9),用于实例间的封锁。 Dnnn进程(调度进程):该进程允许用户进程共享有限的服务器进程(SERVER PROCESS)。 没有调度进程时,每个用户进程需要一个专用服务进程(DEDICATEDSERVER PROCESS)。 对于多线索服务器(MULTI-THREADED SERVER)可支持多个用户进程。 如果在系统中具有大量用户,多线索服务器可支持大量用户,尤其在客户_服务器环境中。 在一个数据库实例中可建立多个调度进程。 对每种网络协议至少建立一个调度进程。 数据库管理员根据操作系统中每个进程可连接数目的限制决定启动的调度程序的最优数,在实例运行时可增加或删除调度进程。 多线索服务器需要SQL*NET版本2或更后的版本。 在多线索服务器的配置下,一个网络接收器进程等待客户应用连接请求,并将每一个发送到一个调度进程。 如果不能将客户应用连接到一调度进程时,网络接收器进程将启动一个专用服务器进程。 该网络接收器进程不是ORACLE实例的组成部分,它是处理与ORACLE有关的网络进程的组成部分。 在实例启动时,该网络接收器被打开,为用户连接到ORACLE建立一通信路径,然后每一个调度进程把连接请求的调度进程的地址给予于它的接收器。 当一个用户进程作连接请求时,网络接收器进程分析请求并决定该用户是否可使用一调度进程。 如果是,该网络接收器进程返回该调度进程的地址,之后用户进程直接连接到该调度进程。 有些用户进程不能调度进程通信(如果使用SQL*NET以前的版本的用户),网络接收器进程不能将如此用户连接到一调度进程。 在这种情况下,网络接收器建立一个专用服务器进程,建立一种合适的连接.即主要的有:DBWR,LGWR,SMON 其他后台进程有PMON,CKPT等
脸上的黑头是怎样变成的
毛囊皮脂腺分泌的油脂可直达皮肤表面,当油脂受荷尔蒙刺激是会特别活跃,油脂分泌量及稠度均会增加,并会粘附在一起,其后油脂腺的管口会扩张与空气接触后产生氧化,形成黑头。 夏季,天气比较潮湿,炎热。 我们的皮肤分泌的油脂比较旺盛,毛孔也出在扩张状态,空气中的灰尘很容易进入我们的毛孔之中。 所以相较于其他季节,夏季的黑头问题会更加突出。 在这个时候你需要加深你的清洁工作,如果洁面不彻底不干净,那么这些废旧物质就会堵塞在毛孔,变成黑头了。 所以,预防黑头的一个重要步骤,就是将每天的清洁工作做到位。 不要随便的洗个脸,甚至连洗面奶都懒得用,这样敷衍了事可是不行的。 而且,洗脸的时候一定要遵循正确的顺序,顺着脸颊由内而外的画圈来洗脸。 这样是为了避免上下揉搓时,就爱你个灰尘和油脂洗进毛孔中。 黑头实质就是角质栓塞 黑头其实就是角质栓塞的一种情况,毛孔中分泌过剩的油脂混杂着老废角质堵塞在毛孔里,油脂氧化就变成硬化的油脂阻塞物暴露在空气的表面氧化后呈现黑色,所以我们俗称它黑头。 黑头其实就是角质栓塞的一种情况,毛孔中分泌过剩的油脂混杂着老废角质堵塞在毛孔里,油脂氧化就变成硬化的油脂阻塞物暴露在空气的表面氧化后呈现黑色,所以我们俗称它黑头。 因为T字部位油脂分泌旺盛,所以黑头通常出现在我们的额头、鼻子等T字区部位。 黑头的出现是个人肤质与外界环境因素结盒而造成的,任何年龄、任何肤质的人都有出现黑头的可能。 天气闷热会导致出油更多,毛孔张开,令皮脂管道内的多余油脂更加容易被氧化变硬,所以黑头情况就更加明显了。 所以,从成因看,去除已经生成的黑头是一个办法,而从根源上解决黑头的产生,就要调节皮肤的油脂分泌,另外,可以偶尔去角质,以减少毛孔受阻。 釜底抽薪,从根本上解决问题。
memcached和redis的区别
medis与Memcached的区别传统MySQL+ Memcached架构遇到的问题 实际MySQL是适合进行海量数据存储的,通过Memcached将热点数据加载到cache,加速访问,很多公司都曾经使用过这样的架构,但随着业务数据量的不断增加,和访问量的持续增长,我们遇到了很多问题: 需要不断进行拆库拆表,Memcached也需不断跟着扩容,扩容和维护工作占据大量开发时间。 与MySQL数据库数据一致性问题。 数据命中率低或down机,大量访问直接穿透到DB,MySQL无法支撑。 4.跨机房cache同步问题。 众多NoSQL百花齐放,如何选择 最近几年,业界不断涌现出很多各种各样的NoSQL产品,那么如何才能正确地使用好这些产品,最大化地发挥其长处,是我们需要深入研究和思考的问题,实际归根结底最重要的是了解这些产品的定位,并且了解到每款产品的tradeoffs,在实际应用中做到扬长避短,总体上这些NoSQL主要用于解决以下几种问题 1.少量数据存储,高速读写访问。 此类产品通过数据全部in-momery 的方式来保证高速访问,同时提供数据落地的功能,实际这正是Redis最主要的适用场景。 2.海量数据存储,分布式系统支持,数据一致性保证,方便的集群节点添加/删除。 3.这方面最具代表性的是dynamo和bigtable 2篇论文所阐述的思路。 前者是一个完全无中心的设计,节点之间通过gossip方式传递集群信息,数据保证最终一致性,后者是一个中心化的方案设计,通过类似一个分布式锁服务来保证强一致性,数据写入先写内存和redo log,然后定期compat归并到磁盘上,将随机写优化为顺序写,提高写入性能。 free,auto-sharding等。 比如目前常见的一些文档数据库都是支持schema-free的,直接存储json格式数据,并且支持auto-sharding等功能,比如mongodb。 面对这些不同类型的NoSQL产品,我们需要根据我们的业务场景选择最合适的产品。 Redis适用场景,如何正确的使用 前面已经分析过,Redis最适合所有数据in-momory的场景,虽然Redis也提供持久化功能,但实际更多的是一个disk-backed的功能,跟传统意义上的持久化有比较大的差别,那么可能大家就会有疑问,似乎Redis更像一个加强版的Memcached,那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?如果简单地比较Redis与Memcached的区别,大多数都会得到以下观点: 1Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。 2Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。 3Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。 抛开这些,可以深入到Redis内部构造去观察更加本质的区别,理解Redis的设计。 在Redis中,并不是所有的数据都一直存储在内存中的。 这是和Memcached相比一个最大的区别。 Redis只会缓存所有的 key的信息,如果Redis发现内存的使用量超过了某一个阀值,将触发swap的操作,Redis根据“swappability = age*log(size_in_memory)”计 算出哪些key对应的value需要swap到磁盘。 然后再将这些key对应的value持久化到磁盘中,同时在内存中清除。 这种特性使得Redis可以 保持超过其机器本身内存大小的数据。 当然,机器本身的内存必须要能够保持所有的key,毕竟这些数据是不会进行swap操作的。 同时由于Redis将内存 中的数据swap到磁盘中的时候,提供服务的主线程和进行swap操作的子线程会共享这部分内存,所以如果更新需要swap的数据,Redis将阻塞这个 操作,直到子线程完成swap操作后才可以进行修改。 使用Redis特有内存模型前后的情况对比: VM off: 300k keys, 4096 bytes values: 1.3G used VM on:300k keys, 4096 bytes values: 73M used VM off: 1 million keys, 256 bytes values: 430.12M used VM on:1 million keys, 256 bytes values: 160.09M used VM on:1 million keys, values as large as you want, still: 160.09M used当 从Redis中读取数据的时候,如果读取的key对应的value不在内存中,那么Redis就需要从swap文件中加载相应数据,然后再返回给请求方。 这里就存在一个I/O线程池的问题。 在默认的情况下,Redis会出现阻塞,即完成所有的swap文件加载后才会相应。 这种策略在客户端的数量较小,进行 批量操作的时候比较合适。 但是如果将Redis应用在一个大型的网站应用程序中,这显然是无法满足大并发的情况的。 所以Redis运行我们设置I/O线程 池的大小,对需要从swap文件中加载相应数据的读取请求进行并发操作,减少阻塞的时间。 如果希望在海量数据的环境中使用好Redis,我相信理解Redis的内存设计和阻塞的情况是不可缺少的。



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