一、简介

今天，跟大家分享一些企业级的互联网技术。

我要介绍的就是分布式数据库（distributed database）。我尽量用通俗的语言，说清楚它的概念、产品和用法，文末还会提供学习资料下载。

分布式数据库堪称最重要的数据库，几乎所有你知道的大型互联网服务，都运行在它之上。

平时，我们自己开发，接触的都是单机数据库（又称集中式数据库），就是数据库只运行在一台服务器上。

（图片说明：左侧的单个数据库服务器，支撑着整个应用。）

分布式数据库指的是，数据库系统分布在多台服务器。

(图片说明：单个数据库分布在多台服务器上，共同支撑应用。)

在宏观层面，金融、电信、航空、物流、电商等国民经济的重要产业，都离不开分布式数据库。

如果没有它，我们很难想象生活会变成什么样，比如12306那样的购票网站，就没法提供服务了。

在个人层面，当你从初级开发者成长为大型项目的架构师，就多多少少会遇到分布式数据库。

设计架构时，除非只用一台服务器，否则就免不了要考虑，数据在多台服务器之间如何拆分和保存。

总之，产品做大以后，分布式数据库是避不开的。对于个人来说，这也意味着事业和能力的进步。

二、分布式数据库的优点

分布式数据库为什么那么重要？因为它有一些单机数据库无法比拟的优点。

（1）更安全。分布式数据库包含多个节点，不管是放在同一个机房，还是不同机房，都要比单机数据库安全得多。

（2）高可用。如果单个数据库节点故障下线，其他节点还可以照常工作，不会单点失败。

（3）性能更好。对于大数据、大计算量的任务，分布式数据库可以并行处理，大大缩短处理时间。

（4）体验更好。当数据库分布在多个机房，可以为用户分配就近的数据库节点，提供更好的响应速度。

三、分布式数据库的难点

虽然有上面这些优点，但是分布式数据库的使用并不普及，小公司一般不用它，这是为什么？

主要原因是，分布式数据库有两大问题，阻碍了它的普及：成本高和复杂性。

分布式数据库属于"异地多活"，提供了额外的冗余性，来保障数据安全，成本高自不必多言。

它的复杂性主要体现在下面几点。

（1）一致性问题。如何保证不同节点的数据一致？如果节点的数据不一致怎么办？

（2）通信问题。怎样保证节点之间的通信可靠？如果通信延迟或失败怎么办？

（3）分区问题。如果拆分大型数据表，数据储存在不同的节点，那么拆分策略、节点间的数据迁移可能会非常复杂。

（4）优化问题。如果来自多个节点的数据需要组合，查询就必须优化以提高性能。

四、CAP 定理

大家可能知道，有一条著名的 CAP 定理，说的就是分布式系统（包括分布式数据库）无法克服的局限性。

分布式系统有三大目标----数据一致（Consistency）、高可用（Availability）、数据分区（Partition tolerance）。

CAP 定理告诉我们，三大目标无法同时满足，最多只能同时做到两个。在数据分区的前提下，要么为了（强）一致性，舍弃高可用；要么为了高可用，舍弃（强）一致性。

因此，任何分布式数据库都做不到完美，只能是三大目标的某种取舍和均衡。

五、分布式数据库的产品

分布式数据库的历史非常悠久，市场上至少有上百种产品，有开源的，也有闭源的。

几乎所有的分布式数据库，既可以单机使用（即作为单机数据库），也可以多机联合，分布式使用。因此，很多我们熟悉的单机数据库，其实也是分布式数据库。

开源的分布式数据库，比较有名的是 Postgres 和 MySQL（关系型数据库），以及 MongoDB 和 CockroachDB（非关系型数据库）。

商业数据库里面，最有名的就是 Oracle。它是分布式数据库事实上的标准，大企业一般都选择用它。

六、国产数据库 TDSQL

下面，我选择国产数据库 TDSQL 作为示例，介绍分布式数据库的功能和用法。

TDSQL 是腾讯的产品，属于国内领先的分布式数据库。腾讯的几乎所有关键业务，比如微信、QQ、腾讯音乐、腾讯游戏等等，都运行在它之上，经受了高强度、海量的实战考验。

外部很多大公司也在用它，比如小红书、拼多多、B 站、海尔、深圳地铁等等。

它完全按照金融级的标准打造，属于金融级数据库，注重安全、高可用、高并发，客户目前超过50万。在国内金融行业，它服务 TOP10 银行中的7家，已经助力30余家金融机构的核心系统改造。

TDSQL 是完全的国产数据库，特别强调 Oracle 的兼容，企业现有的 Oracle 数据库可以平滑迁移，它的成本要比 Oracle 低很多。如果国内企业有国产化和供应链安全的考虑，它是很好的替代品。

它的产品能力和自主研发，通过了国家认证（《中国信息安全测评中心的安全可靠测评结果公告（2023年第1号）》），对于国有企业的技术选型，这也是很重要的考虑之一。

最后，TDSQL 是腾讯云对外公开的一个服务，任何人都可以使用。只要在网页上点击几下，就开通了，非常容易上手。

七、分布式数据库的功能

我们通过 TDSQL，看看分布式数据库有哪些功能。

（1）强同步复制。分布式数据库往往采用主从式架构，一个集群有一个主节点（master）和若干个从节点（slave）。系统支持节点之间的强同步复制，以保证数据一致。

具体来说，写入数据时，主节点会等待从节点返回操作成功消息，然后才向用户返回结果，这样保证了主节点和从节点的数据完全一致。

（2）事务一致性。系统为每一笔事务提供全局唯一数字序列，每个节点都可以查询事务的执行情况，保证在分布式环境下的事务一致性。

（3）自动拆分。分布式数据库的大型数据表，往往需要进行拆分，储存在不同的节点。TDSQL 支持自动水平拆分（分表），将数据均匀写入到不同节点，查询时也自动聚合返回。

对于用户来说，分表是透明的，完全可以无视，业务端看到的就是一张逻辑完整的表，无需感知后端的分表细节。

（4）高度可扩展。当数据库性能或容量不足时，TDSQL 可以不停机扩展，只需在控制台点击，就可自动升级完成。系统内的数据迁移、数据均衡和路由切换，都是自动的。

（5）高度灵活性。用户可以在线变更表结构；遇到某些类型的故障，系统可以自动恢复；所有节点，不管是主节点还是从节点，都可进行读写。

（6）产品管控能力。TDSQL 对开发者友好，提供大量监控工具，实时监控和告警，每日推送详细的健康探查报告。

腾讯云有一个专门的云服务 DBbrain，利用机器学习、大数据、专家经验引擎等手段，为用户的数据库提供性能、安全、管理等功能。

比如，它会全方位诊断和优化 SQL，发现性能瓶颈，让 SQL、事务、业务流水全链路可观测，可视化展现死锁等异常，易于理解。

它很大程度上了替代了人工 DBA，将传统的人工运维变成智能化服务。

TDSQL 还有一个 AI 智能问答系统（下图）。它基于知识库与小模型训练，快速准确地响应用户查询，相当于一个智能客户，提供专业且个性化的解答。

八、TDSQL 的用法

下面，我来演示一下 TDSQL 的用法，很简单，在网页上开通后，你就可以使用分布式数据库了。

第一步，在 TDSQL 的官网上，进入产品控制台。

第二步，在控制台页面，选择数据库服务器所在的地域（跟你的云服务器应该是同一个地域），以及数据库引擎，然后点击"新建"按钮。

目前 TDSQL 有三种引擎：MySQL、自研的 TDStore 和 PostgreSQL。不管哪一种引擎，都具备一样的容灾能力和高可用，并且兼容 Oracle。

第三步，会跳出一个配置页面，让你选择数据库配置。不同的配置，价格不一样。

其中有一项，问你要不要开通"强同步"。

强同步可以确保主节点和从节点的数据一致性。如果你的应用不要求强一致，更在意快速返回结果，这里可以选择"异步"。

第四步，配置完成后，会进入付款环节，然后数据库就开通了，你的分布式数据库就已经在线了。

使用时，需要先连接数据库，分成内网连接和外网连接，这里可以参考文档。需要注意，如果开通外网连接，数据库就暴露在公网上，任何人都可以请求，必须注意安全风险。

连接数据库以后，就可以执行 SQL 语句了，到了这一步，就跟使用普通数据库没有任何区别。分布式数据库的 SQL 与单机数据库，基本是一样的。

九、TDSQL 的最佳实践

分布式数据有一些最佳实践，下面举出三个（以 MySQL 引擎为例）。

（1）如何将数据导入分布式数据库

这分成两种情况。第一种情况是将现有的单机实例，导入到新建的分布式实例。操作步骤如下（详细命令见文档）。

1. 导出单机数据库的表结构和数据，拿到两个 SQL 文件。
2. 打开数据库的表结构文件，设置每个表的主键（primary key），以及分片依据的 shardkey。
3. 将修改后的两个 SQL 文件，上传到云服务器，导入到分布式数据库。

第二种情况是将现有的一个分布式实例，导入到另一个分布式实例。操作步骤与上面一样，只是少了第二步，不需要指定主键和 shardkey，因为原来就有了。（详细命令见文档）。

（2）如何分片

分片（sharding）是分布式数据库的核心问题之一：到底要架设多少个数据分区？数据在多个分区如何分布？

分片数量取决于，整个数据库预估的最大并发，以及每个分片能够处理的请求数量，可以用下面的公式计算。

读写并发性能 = ∑（分片性能 * 分片数量）

单个分片的性能，主要与实例的 CPU / 内存数量相关。单个分片规格越高、分片数量越多，数据库系统的处理能力越强。

除了性能，分片还要考虑容量问题。一般来说，单个分片至少存储5000万行数据。

（3）如何配置硬件

分布式数据库的硬件，下面给出三个推荐的配置。

A. 测试功能。

这种情况不要求性能，只用来验证系统，建议配置2个节点，每个节点 2GB 内存 + 25GB 硬盘。

B. 业务发展初期。

这种情况数据规模较小，增长快，建议配置2个节点，每个节点 16GB 内存 + 200GB 硬盘。

C. 业务发展稳定期。

这种情况根据业务实际情况配置，可以配置4个节点，每个节点硬件为：(当前业务峰值 * 增长率) / 4。

十、总结

总的来说，当代的分布式数据库产品，将自身的大量复杂性，都隐藏了起来，为用户提供一个易用的操作接口。

一般来说，不建议自己搭建分布式数据库，即使你有专门的数据库工程师和运维工程师，成本也会非常高。使用云服务商的产品，是更经济更省事的选择。

就拿 TDSQL 来说，它有两个版本：集群版和基础版。前者是多节点的，供企业在生产环境使用；后者是单节点的，费用较低，专门供个人使用，但功能是一样的，很适合个人开发者学习或者尝试分布式数据库。

（完）

福利内容

在这个 AI 时代，如何使用云服务，助力企业的数据管理？

下面是三个国内大厂的真实案例。

案例一：微信读书的"AI 问书"。这个功能让 AI 来回答读者提问，关于海量的书籍内容的各种问题。

案例二：海峡银行核心系统升级。省级银行如何使用 TDSQL，将核心系统升级为分布式数据库。

案例三：极光大数据平台的架构优化。极光（URORA）是国内领先的开发者服务提供商，数据量近百 PB，节点过千，文件4亿，应该如何优化架构？

它们来自腾讯云内部编写的资料 《AGI 时代首选的全栈式数据管理方案》 ，包括工具指南、用户案例分享等诸多内容。

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互联网开发的核心是什么？

答案可能就是网站架构。你要选择一个合适的架构，用来组织代码，然后在服务器跑起来。

今天，我想给大家介绍，眼下最流行的一种网站架构。它非常合理，效果极佳，而且借助云服务商提供的工具，架设非常容易。

它就是本文的主题----边缘平台架构（edge platform）。

大家可能经常听到"edge"（边缘）这个词，但是未必了解它的意思。我尽量用通俗的语言，解释什么是边缘，什么是边缘平台架构，它的优势在哪里，以及怎样利用边缘平台，架设自己的网站。

一、从"服务器-客户端"谈起

为了理解边缘平台，需要从最基本、最传统的"服务器-客户端"（server-client）架构讲起。

在"服务器-客户端"的架构下，存在一个中心服务器，所有客户端都向它发出请求。

这种架构的优点是简单易行，缺点是中心服务器是一个单点依赖。一旦访问量大，可能会有性能问题，还可能中断服务。

而且，中心服务器的物理位置是固定不变的，导致用户的访问速度与地理距离有关。同样条件下，离服务器越近，访问速度越快；离服务器越远，访问速度越慢。

二、CDN 的出现

为了减轻中心服务器的负担，更是为了拉近与用户的地理距离，CDN 架构就出现了。

CDN 的想法很简单，就是在各地的机房中设置大量的节点服务器，把每次访问都不变的静态资源文件，复制到这些服务器上面。

用户访问时，涉及静态文件的请求就不会发到中心服务器，而是通过 DNS 系统，发到地理位置最靠近的节点服务器，由后者负责响应用户。

这样的设计，既减少了发往中心服务器的请求，也减少了用户与静态文件之间的物理距离，从而加快了访问速度。

三、边缘的概念

大家可能注意到了，CDN 架构中存在两种不同作用的服务器。

一种是中心服务器，负责数据计算和存储；另一种是节点服务器，负责发送静态资源文件。

由于节点服务器是在架构的外围，为了跟中心服务器相对应，人们就把起到外围辅助作用的节点服务器，称为"边缘服务器"（简称边缘）。

就像上图中，中心服务器在云端（cloud），它的外围是边缘服务器（edge），然后才是用户（user）。

边缘服务器有一个重要特征，它是距离用户最近的服务器。人们有时候提到"边缘"，就特指最靠近用户的那组节点服务器。

四、边缘平台架构

CDN 架构只是把静态文件放到了边缘服务器，数据计算和数据存储还是在中心服务器，对于用户来说，这部分可能还是很慢。

很自然地，大家就想到了，能不能把数据计算、数据存储也放到边缘服务器呢？

答案当然是完全可以。只要把数据计算设计成不涉及状态的云函数，把数据存储限制在没有一致性要求的数据，它们就都可以放到边缘服务器。这就是边缘计算和边缘存储的由来。

这样的话，数据计算、数据存储、文件下载，都由距离用户最近的边缘服务器处理，网站的响应速度就会整体提升。

由于边缘服务器这时具备多种功能，实际上就升级成了边缘平台，CDN 架构就变成了边缘平台架构。

在这种架构下，你的网站有许多个实例，分布在每一组边缘服务器上。用户访问的总是距离最近的那个实例。

注意，中心服务器这时还是存在的，只是它的工作主要变成了协调和同步边缘服务器，而不再是直接与客户端交互了，客户端只与最近距离的边缘服务器直接联系。

五、国外的边缘平台

国外很多新兴的云服务商，现在都主推边缘平台架构。

世界最大的 CDN 服务商 Cloudflare，早就不限于 CDN 服务了。它的边缘服务器除了存放静态文件，还可以进行云计算、数据库读写、图像处理等许多功能。

其他的云服务商 Vercel、Netlify、Netflix、Deno Deploy 提供的都是类似的服务。

国外的这些边缘平台，有一个最大的缺点，那就是服务器都在境外，基本没有中国大陆境内节点。

对于境内访问者，没有境内节点，就完全发挥不出边缘服务器响应速度快的优势。所以，如果你有境内的访问者，建议考虑使用国内的边缘平台。

六、腾讯云边缘平台 EdgeOne

根据官网，腾讯云的 EdgeOne 是"中国云服务商中首家提供安全加速一体化的边缘平台"。我自己也使用这个产品，对它比较熟悉。

下面，我就拿它举例，大家可以看看，真实的边缘平台是什么样的。

作为边缘平台，需要满足三个条件。

首先，必须有全球分布的大量节点。EdgeOne 基于腾讯云，目前全球节点有3200+，覆盖了100+的国家与地区。不管用户在哪个地方，都能找到就近的节点。

如果某个节点饱和或发生故障，也可以切换到其他节点，保证站点的可用性。

其次，必须有海量的带宽，否则难以经受大访问量的冲击。EdgeOne 的总带宽达到 160Tbps+，足以抵抗大流量业务的突增。

再次，必须集成大量功能，方便用户使用。EdgeOne 把腾讯云的能力，几乎都搬到了边缘服务器。具体来说，它集成了以下能力，有一些突出的技术亮点。

（1）全球的 CDN 加速。EdgeOne 是腾讯云的下一代 CDN，在底层对境内加速和境外加速分别作了适配，用户不再有感知。

（2）Web 应用防火墙。它不限制用户的 QPS（每秒请求数），提供智能 CC 防护，通过全平台流量分析，统计并识别正常业务和突增流程特征，制定动态适应策略。同时精准有效拦截 Web 漏洞威胁，抵御 SQL 注入、XSS 等多种攻击，保障站点健康可用。

（3）边缘函数。只需编写简单的函数，无需考虑服务器等基础设施，就可以在边缘节点上运行自己的代码。

（4）自定义安全策略。用户可以指定5条自定义拦截规则，实现个性化的管控需要。用户还可以实现基于黑名单及白名单的 IP 管控和区域封禁。

（5）DNS 解析服务。它的每个边缘节点上都预备域名解析能力，1个站点可以设置300个子域名。

（6）用户行为分析和日志记录。它会分析和监控异常流量，发现各种机器人爬虫，并提供详细的日志图表，以及各种访问者指标。

综上所述，边缘平台实际上是一种 All in one 的产品，属于 CDN 的升级版，多种功能集于一身，并提供简单的使用接口，极大地方便了用户。

这里插一句，EdgeOne 的产品全称是"边缘安全加速平台"，在边缘平台的产品基础上，特别突出了安全和加速两大特点，作为主要的功能卖点。

七、边缘平台的应用案例

读到这里，大家对边缘平台是什么产品，应该已经有一个大致的了解。

你可能还会有疑问，在真实的生产环境中，它的作用到底有多大？

下面是一些从 EdgeOne 官网摘录的真实案例，大家可以感受一下边缘平台对网站表现的巨大帮助。

（1）游戏行业。某大型热门游戏用了边缘平台以后，请求耗时改善60%，同时成功防护了 DDoS 攻击，攻击的峰值流量达到 2.04Tbps。

（2）社交文娱行业。某短视频的头部平台用了边缘平台，降低20%卡顿率和50%播放失败率，在部分东南亚国家性能改善高达100%，同时全面过滤海量攻击流量，保证直播等业务正常运行。

（3）电商零售行业。在边缘平台上，电商平台完成了所有商户域名的便捷接入，还能自动颁发和更新免费 HTTPS 证书。

（4）金融行业。边缘平台大幅提高金融服务的访问性能，保证网银、手机银行，信用卡都获得了安全加速。

（5）全球办公。在全球协同办公场景下，边缘平台优化国内与海外办公系统连接时的访问速度，提高办公效率和访问体验。

总之，只要你的网络服务，对访问速度和安全防护都有较高的要求，就可以考虑使用边缘平台。

尤其对于那些有出海需求的国内企业，既要全球加速，又要防御各类攻击，像 EdgeOne 这样的边缘平台应该是首选的网站架构。

八、边缘平台动手试

大家千万不要觉得，边缘平台是大企业的专用产品，个人和小企业其实也完全可以用上边缘平台。它的功能并不区分访问量的大小，都统一适用。

再说，看了这么长一篇介绍，你难道不想动手试试吗？只有亲自上手，才能真正学会。

EdgeOne 刚刚进行了产品更新，发布了基础版和个人版。下面，我就以它为例，演示一下如何上手边缘平台的两大核心功能----网站加速和安全防护。

（1）网站加速。这跟 CDN 的操作是一样的，只需要一步操作，把域名交给边缘平台接管就可以了。

进入EdgeOne 的主页，点击"立即使用"。

它会提示你"添加站点"，输入自己网站的域名即可。注意，该域名必须此时已经可以访问了。

然后，系统会问你选择哪一种套餐，初学者选择"个人版"即可。

接着，它会要求你设置加速区域和 DNS 接入模式。

加速区域就是哪些区域的边缘服务器将会生效，一共有三种可选----全球，中国大陆，中国大陆以外地区。

DNS 接入模式是最关键的部分，一般情况下，都是选择把域名的 DNS 服务器迁移到边缘平台。对于那些不方便迁移的用户，EdgeOne 还提供了另一种选择，将域名的 CNAME 记录指向 EdgeOne 即可。

然后就是最后一步，设置 DNS（或者 CNAME）的细节。

一旦 DNS 设置完成，边缘平台就会接管所有发往该域名的请求，分配给最近的边缘服务器，加速就自动实现了。

（2）安全防护。一旦边缘平台开始生效，就会检查所有请求，EdgeOne 会自动识别和过滤掉 DDoS 攻击和恶意请求。

这部分不需要用户设置，某些情况下，用户可能希望过滤掉具有指定特征的请求，那么就需要自定义拦截规则。

下图是设置某个服务的海外版，只接受海外用户访问，不接受来自中国大陆的请求。

下图则是同时设置两个条件，只有来自 IP 地址1.1.1.1的请求，才能访问指定路径（后台）。

九、总结

从上一节的操作步骤，大家可以看到，虽然边缘平台本身是一个复杂的产品，但是所有的复杂性都被封装了，用户的操作是非常简单的。

如果你希望自己的网站，对所有访问者都有良好的速度，能够应付瞬间的大流量，并且还有足够的服务器安全性，同时又不必支付高昂的费用，用多少付多少，那么 EdgeOne 这样的边缘平台架构就是你的最佳选择。

它把加速和防护赋予了每个开发者，让你的产品更安全、更易用、更开放，还节省成本。

EdgeOne 本次产品更新后，推出了力度很大的优惠，个人版第一年的费用不到4元/月，为大家学习和试用创造了良好的条件。

大家可以扫描加入产品交流群了解产品更多动态，或者访问这个链接，以优惠的价格用上边缘平台。

（完）

长话短说，我写了一本《TypeScript 教程》，已经发布在网道，欢迎大家访问。

我以前写过《JavaScript 教程》和《ES6 教程》，很自然地，一直有人问，有没有《TypeScript 教程》？

嗯......说实话，我一开始不想写。

我那时的想法是，TypeScript 就是为 JS 语言添加静态类型系统。如果你真需要静态类型，可以考虑使用其他更成熟的语言（比如 Rust 和 Java），再编译成 JS（wasm 模块），何必新学一门语言呢。

但是，形势比人强。TypeScript 越来越流行，成为前端开发的主流工具，各种项目纷纷移植过去。我就逐渐改变了想法，觉得还是应该上车。

2021年底，我开始动笔，没想到一写，就是断断续续一年多。

写作过程很痛苦，我低估了 TypeScript 的难度。它为了适配 JavaScript，有很多不符合直觉的规则，内容又多又杂。

加之我对很多地方不够熟悉，边写边查资料，更加拖延了写作进度。

今年3月份，我已经快写完了，TypeScript 5.0 突然发布了，装饰器（Decorators）改用全新语法。我不得不重写这一章，于是装饰器现在就有新语法和旧语法两章，因为 TypeScript 同时支持这两者。

如今终于完稿，如释重负，欢迎大家多提供反馈。

这个教程采用创意共享许可证，免费使用，但需要保留署名，也就是保留出处。源码放在 GitHub，大家发现任何问题，欢迎提交 Issue 和 PR。

（完）