什么是OTS

OTS 是Open Table Service的簡稱，現(xiàn)在已更名為表格存儲Table Store，官網(wǎng)對它的解釋為：OTS是構(gòu)建在阿里云飛天分布式系統(tǒng)之上的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫服務(wù)，提供海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲和實時訪問。OTS 以實例和表的形式組織數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分片和負(fù)載均衡技術(shù)，達(dá)到規(guī)模的無縫擴(kuò)展。OTS 向應(yīng)用程序屏蔽底層硬件平臺的故障和錯誤，能自動從各類錯誤中快速恢復(fù)，提供非常高的服務(wù)可用性。OTS 管理的數(shù)據(jù)全部存儲在 SSD 中并具有多個備份，提供了快速的訪問性能和極高的數(shù)據(jù)可靠性。用戶在使用 OTS 服務(wù)時，只需要按照預(yù)留和使用的資源進(jìn)行付費(fèi)，無需關(guān)心數(shù)據(jù)庫的軟硬件升級維護(hù)、集群縮容擴(kuò)容等復(fù)雜問題。

上面的介紹我們可以簡單的概括為：OTS是一個NoSQL的數(shù)據(jù)庫(你可以將它類比為HBase)，在使用方面我們可以將OTS類比為一個技術(shù)黑箱，它已經(jīng)為我們把存儲擴(kuò)容、數(shù)據(jù)備份、負(fù)載均衡等工作做了，使用過程中我們只需透明的使用其提供的高可用和高并發(fā)的特性即可。

(資料圖片僅供參考)

OTS和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的區(qū)別

估計很多人看了上面的介紹加上對上面提到的HBase不是很了解，現(xiàn)在對于OTS還是有很多疑問。沒關(guān)系，接下來將它和傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Mysql、SQLServer等做一個比較，或許這下你就能更加清晰的認(rèn)識OTS了。

OTS的數(shù)據(jù)模型也是以二維表為中心的，表有行和列的概念，但是與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫不一樣，OTS的表是稀疏的，稀疏指的是它的每一行可以有不同的列，可以動態(tài)增加或者減少屬性列，建表時不需要為表的屬性列定義嚴(yán)格的schema。相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的豐富功能（視圖、索引、事務(wù)、豐富的SQL語句支持），OTS提供較為基礎(chǔ)的功能，但是具有更好的規(guī)模擴(kuò)展性，能夠較容易的支持更大的數(shù)據(jù)規(guī)模（百TB級別）和并發(fā)訪問（單表10萬QPS）。在編程方面，OTS提供統(tǒng)一的HTTP Restful API，不支持傳統(tǒng)的SQL語句標(biāo)準(zhǔn)。

OTS的特點

對OTS做了初步的了解后，那么問題來了，它有什么特性，在存儲產(chǎn)品如此豐富的現(xiàn)狀下我們有什么理由去選用它呢？

它的主要特性我們可以大致概括為以下幾個方面：

擴(kuò)展性動態(tài)調(diào)整預(yù)留讀寫吞吐量

應(yīng)用在創(chuàng)建表的時候，需要根據(jù)業(yè)務(wù)訪問的情況來配置預(yù)留讀寫吞吐量。OTS 根據(jù)表 的預(yù)留讀寫吞吐量進(jìn)行資源的調(diào)度和預(yù)留，從而保證應(yīng)用獲得可預(yù)期的性能。在使用 過程中，應(yīng)用還可以根據(jù)應(yīng)用的情況動態(tài)修改預(yù)留讀寫吞吐量。

無限容量

OTS 表的數(shù)據(jù)量沒有上限，隨著表數(shù)據(jù)量的不斷增大，OTS 會進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)的調(diào)整 從而為該表配置更多的存儲。

數(shù)據(jù)可靠性O(shè)TS 通過存儲多個數(shù)據(jù)備份及備份失效時的快速恢復(fù)，提供極高的數(shù)據(jù)可靠性。 高可用性通過自動的故障檢測和數(shù)據(jù)遷移，OTS 對應(yīng)用屏蔽了機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)的硬件故障，提供高可用 性。 管理便捷應(yīng)用程序無需關(guān)心數(shù)據(jù)分區(qū)的管理，軟硬件升級，配置更新，集群擴(kuò)容等繁瑣運(yùn)維任務(wù)。 靈活的數(shù)據(jù)模型OTS 的表無固定格式要求，每行的列數(shù)可以不相同，支持多種數(shù)據(jù)類型 (Integer、Boolean、 Double、String、Binary)。 監(jiān)控集成用戶可以從 OTS 控制臺實時獲取每秒請求數(shù)、平均響應(yīng)延時等監(jiān)控信息。

這些概括性的對OTS的特點進(jìn)行了描述，具體量化的服務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)如可用率等可以參見官網(wǎng)：

表格存儲（Table Store）服務(wù)等級協(xié)議

這里可以給大家提供幾個主要數(shù)據(jù)，供大家參考：

單表百TB級別數(shù)據(jù)規(guī)模，十萬級別QPS。(傳統(tǒng)單機(jī)數(shù)據(jù)庫的100倍)10毫秒級別單行讀寫延遲分鐘級別單機(jī)故障恢復(fù)時間

OTS數(shù)據(jù)模型

OTS數(shù)據(jù)模型概念包括表、行、主鍵和屬性。

表是行的集合，行由主鍵和屬性組成。主鍵列和屬性列均由名稱和值組成。表中的所有行都必須包含相同數(shù)目和名稱的主鍵列，但每行包含的屬性列的數(shù)目可以不固定，名字和數(shù)據(jù)類型也可以不同。

與主鍵列不同，每個屬性列可以包含多個版本，每個版本號(時間戳)對應(yīng)一個列值。

圖示如下：

對于接觸過數(shù)據(jù)庫的人來說，理解上面的模型不是很困難，同樣也有主鍵和屬性列之分，但需要我們注意的是復(fù)合主鍵最多只能包含4列，此外讓我們疑惑的是模型里面出現(xiàn)了分區(qū)鍵(partition key)這個概念，這又是干什么的？

分區(qū)鍵(Partition Key)

還記得我們在說OTS特點的時候第一個就提到了它的擴(kuò)展性，對于OTS來說擴(kuò)展性是它很大的一個亮點，而要實現(xiàn)它的擴(kuò)展性，與分區(qū)鍵的關(guān)系密不可分。

一般情況下，我們將組成主鍵的第一個主鍵列作為分區(qū)鍵， 具有相同分區(qū)鍵的行屬于同一個分片，一個分片可能包含多個分片鍵。分片的過程是自動進(jìn)行的，無需用戶進(jìn)行干涉。

我們需要牢記的是，分區(qū)鍵對于OTS來說是一個很重要的因素，我們在設(shè)計表結(jié)構(gòu)的時候一定要根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計出一個合理的分區(qū)鍵，設(shè)計的一些準(zhǔn)則和建議可以參考這篇文章——OTS最佳實踐——設(shè)計良好的主鍵

列值類型

OTS一共支持五種類型的列值String、Integer、Double、Boolean、Binary。每種類型有如下限制：

類型值能否作為主鍵空間占用限制

StringUTF-8 字符串，可以為空字符串是不超過 64KB，如果為主鍵列不超過1KB

Integer范圍為 -2?63 ~ 2?63-1 的 64 位整型是固定 8Byte

Double范圍為 -10?308 ~ 10?308 的雙精度浮點數(shù)否固定 8Byte

Boolean值為 True 或 False否固定 1Byte

Binary二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可以為空否不超過64KB

OTS支持的操作

表操作

ListTable -- 列出實例下的所有表CreateTable -- 創(chuàng)建表DeleteTable -- 刪除表DescribeTable -- 獲取表的屬性信息UpdateTable -- 更新表的預(yù)留讀寫吞吐量配置

數(shù)據(jù)操作

單行操作

GetRow -- 讀取單行數(shù)據(jù)PutRow -- 新插入一行。如果該行內(nèi)容已經(jīng)存在，先刪除舊行，再寫入新行UpdateRow -- 更新一行。應(yīng)用可以增加、刪除一行中的屬性列，或者更新已經(jīng)存在的 屬性列的值。如果該行不存在，那么新增一行DeleteRow -- 刪除一行

批量操作

BatchGetRow -- 批量讀取一張或者多張表的多行數(shù)據(jù)BatchWriteRow -- 批量插入、更新、刪除一張表或者多張表的多行數(shù)據(jù)

范圍讀取

GetRange -- 讀取表中一個范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)

操作說明

在OTS中開發(fā)者是通過統(tǒng)一的HTTP Restful API來完成上述操作的。詳細(xì)的操作說明，和數(shù)據(jù)的格式請參考官網(wǎng)文檔：API操作概覽

OTS典型應(yīng)用場景

看到這里我們對于OTS已經(jīng)有了一個大致的了解，它有很多特別的優(yōu)點，但任何一款產(chǎn)品并不是萬能的，并不能適用于所有的領(lǐng)域。下面我們來看看根據(jù)OTS的這些特性，它針對那些應(yīng)用場景特別適用：

移動社交

使用OTS來存儲人與人之間產(chǎn)生的大量社交信息，包括聊天、評論、跟帖和點贊，OTS的彈性資源按量付費(fèi)能夠以較低的成本滿足訪問波動明顯大并發(fā)低延時的需要。

金融風(fēng)控

低延時、高并發(fā)，彈性資源可以讓的風(fēng)控系統(tǒng)永遠(yuǎn)工作在最佳狀態(tài)，牢牢控制交易風(fēng)險，靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠讓業(yè)務(wù)模式跟隨市場需求快速迭代。

電商物流

大量的交易訂單及物流跟蹤信息，使用OTS能夠讓使用者無需擔(dān)心數(shù)據(jù)規(guī)模，它的彈性資源，可以從容應(yīng)對節(jié)日促銷活動。

云存儲解決方案

大量的聯(lián)系人、短信、通話記錄、便箋等結(jié)構(gòu)化信息與圖片、視頻、文件的元數(shù)據(jù)正好與OTS數(shù)據(jù)模型相對應(yīng)，并且OTS的備份機(jī)制可以保障這些數(shù)據(jù)的安全性。

日志監(jiān)控

我們可以將應(yīng)用程序的監(jiān)控和日志信息寫入OTS，提供在線的日志檢索，并利用離線數(shù)據(jù)處理服務(wù)ODPS進(jìn)行監(jiān)控與日志分析，挖掘其中的數(shù)據(jù)價值。

目前阿里內(nèi)部采用OTS的產(chǎn)品有:

云OS云空間釘釘即時聊天、用戶關(guān)系和行為跟蹤數(shù)據(jù)冰火鳥TCIFODPS meta存儲

實例說明

我們通過一個例子來應(yīng)用下上面的知識點，加深對OTS的理解吧。

手機(jī)云空間

我們就拿OTS典型的手機(jī)云空間這個例子來做說明：

應(yīng)用需求

存儲手機(jī)用戶的聯(lián)系人、通話記錄、短信、便簽?zāi)繕?biāo)是上千萬的手機(jī)用戶，每個用戶數(shù)據(jù)永久保留，數(shù)據(jù)規(guī)模未來可達(dá)幾百TB

基于OTS的解決方案

不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)放在不同的數(shù)據(jù)表中，屬于一個表組，以userid為partition key進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)每張業(yè)務(wù)表都附帶多張視圖，滿足不同順序的數(shù)據(jù)查詢需求表組中還有一張用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，對其他表的操作同時對該表的記錄內(nèi)容進(jìn)行更新，確保數(shù)據(jù)的一致性

表結(jié)構(gòu)設(shè)計模型

用戶表

用戶ID短信數(shù)目聯(lián)系人數(shù)目總?cè)萘?/p>

U00012000200100,000,00

U00021024500100,000,00

............

短信表

用戶ID接收時間唯一ID對方號碼短信內(nèi)容短信類型

U00012016-08-090001123456hello接收

U00022016-08-090002123445hi發(fā)送

用戶其他信息的表格設(shè)計類似于短信表。我們可以看到對于這些不同的表，我們可以將用戶ID作為其 分區(qū)鍵這樣同一用戶的所有信息都會存儲在同一數(shù)據(jù)分區(qū)下，讀寫遍歷的同時，也可以支持對同一用戶不同表數(shù)據(jù)的事務(wù)操作。

接著我們的分析，我們短信表中有個唯一ID這個屬性列，這個列起到的作用是防止主鍵重復(fù)，我們知道在所有的數(shù)據(jù)庫中主鍵可用于唯一區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)庫不同的行不能重復(fù)，但有些情況下當(dāng)我們用幾個屬性列設(shè)置了復(fù)合主鍵后依然會有重復(fù)的可能例如這里的短信表，這時候我們就可以引如一個沒有實際意義的屬性列作為復(fù)合主鍵中的唯一區(qū)分不同行的變量因素，這就是唯一ID屬性段的作用。

其他的一些分析不是很難，大家按照自己的理解即可?？梢钥吹疆?dāng)我們熟悉關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的使用后，理解和使用OTS沒有多大的障礙。