[发明专利]一种CockroachDB数据库快照的实现方法

说明书

本发明特别涉及一种CockroachDB数据库快照的实现方法。该CockroachDB数据库快照的实现方法，利用CockroachDB多版本管理和历史数据垃圾回收的机制，通过增加系统快照表管理及定义快照的DDL语句，并重新设计MVCC数据的垃圾回收策略，从而实现数据库的快照功能。该CockroachDB数据库快照的实现方法，不仅可以在某些时间点为数据表创建快照，保护快照时间点的数据不被修改，还可以根据需要快速恢复快照点数据，从而实现高效、可靠的数据备份恢复能力。

技术领域

本发明涉及分布式数据库技术领域，特别涉及一种CockroachDB数据库快照的实现方法。

背景技术

CockroachDB是一个基于Google Spanner思想构建的开源分布式数据库系统，具有NoSQL对海量数据的存储管理能力，又保持了传统数据库支持的ACID和SQL等特性，还支持跨地域、去中心、高并发、多副本强一致和高可用等特性。

CockroachDB底层存储是KV(Key-Value，分布式存储系统)数据库，并利用“KEY+混合逻辑时钟(HLC-Hybrid Logical Clock)”来实现数据的多版本并发控制(MVCC-Multiversion concurrency control)，数据更新以Append(附加)方式增加到底层数据存储。在实际的操作中，为了快速读取到最新的数据，会把HLC取反encode(编码)到KEY(关键字)的尾部，读取的时候以KEY作为前缀启动一个迭代器，这样最新的数据最先被读取到。同时对于过期数据会启动垃圾回收(GC-Garbage collection)机制定期清理。

基于CockroachDB的分布式、多副本存储的架构，其系统稳定性、数据可靠能力相比单机数据库有很大提高，理论上来说可以通过增加副本数来保障数据的可靠性，而不需要单独的备份方案。但是依然无法应对用户误操作的场景，比如用户不小心清空数据表，则会导致所有副本数据全部清理，并且无法恢复。

CockroachDB采用MVCC来存储KV数据，使用HLC(混合逻辑时钟)时间戳作为数据的版本号，存储引擎中会存在Key的多个版本的数据，如图1所示。同一Key的多个版本按照时间戳倒序排序，时间戳＝0的数据表示写数据的事务还未提交，数据在WriteIntent中，值是Metadata。对于多版本的历史数据会通过GC定时清理。

基于此，本发明提出了一种CockroachDB数据库快照的实现方法。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的CockroachDB数据库快照的实现方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种CockroachDB数据库快照的实现方法，其特征在于：利用CockroachDB多版本管理和历史数据垃圾回收的机制，通过增加系统快照表管理及定义快照的DDL(DataDefinition Language，数据定义语言)语句，并重新设计MVCC(Multi-VersionConcurrency Control，多版本并发控制)数据的垃圾回收策略，从而实现数据库的快照功能。

所述系统快照表用于记录快照对象的ID和快照时间点，所述快照对象为数据库或数据表；在系统快照表中增加一条快照对象的ID和快照时间点记录即可为数据库或数据表建立快照。

所述快照的DDL语句包括创建快照CREATE SNAPSHOT，查询快照及定义SHOWSNAPSHOT，删除快照DROP SNAPSHOT，恢复某个快照点的数据为当前数据REVERT SNAPSHOT以及查询某个快照点的数据SELECT...FROM...AS OF SNAPSHOTsnapshot_name。

查询快照点数据(SELECT)，是根据快照名称查询系统快照表得到快照时间点，然后查询底层存储引擎中“时间点t＝快照时间点”的MVCC数据。