Tarantool — платформа in-memory вычислений с гибкой схемой данных для эффективного создания высоконагруженных приложений. Включает в себя базу данных и сервер приложений на Lua .

Обладает высокой скоростью работы по сравнению с традиционными СУБД, обладая теми же свойствами: , ACID , репликации master-slave, master-master.

Обзор

База данных

Язык запросов:

• SQL
• документо-ориентированные запросы на языке Lua

Технологии хранения данных:

• memtx — хранение данных в оперативной памяти, с дисковыми снимками данных и логом транзакций.
• vinyl — хранение данных на жестком диске, с оптимизацией для быстрой вставки данных.

Для хранения данных используются таплы (кортежи). Это массив с данными, которые не типизированы. Кортежи или таплы объединяются в спейсы. Спейс – это аналог из мира SQL, таблица. Спейс это коллекция таплов, а тапл это коллекция полей.

Поля могут быть одного из следующих типов:

Скалярный/составной	тип MsgPack	тип Lua	Пример
скалярный	nil	«nil»	msgpack.NULL
скалярный	булевый	«boolean»	true
скалярный	строковый	«string»	«A B C»
скалярный	целочисленный	«number»	12345
скалярный	с плавающей точкой двойной точности	«number»	1.2345
составной	ассоциативный массив	«table» со строковыми ключами	{«a»: 5, «b»: 6}
составной	массив	«table» с числовыми ключами	[1, 2, 3, 4, 5]
составной	массив байт	«cdata»

Кортежи организованы в пространства (space или таблицы). Для каждого пространства указывается технология хранения (memtx или vinyl).

Пространство должно быть проиндексировано первичным ключом. Также поддерживаются неограниченное количество вторичных ключей.

Ключ может состоять из одного и более полей.

Поддерживаемые индексы:

• TREE (дерево) — для быстрого поиска значений и возможности итерации.
• HASH (хеш-таблица, только для memtx) — для еще более быстрого поиска значений.
• BITSET (битовая маска, только для memtx) — возможность поиска по битовым маскам.
• RTREE (многомерное R*-дерево, только для memtx) — для быстрого поиска ближайших соседей (KNN) и точек в заданных многомерных параллелепипедах с заданными функциями расстояния между двумя точками.

В качестве формата хранения и протокола передачи данных используется .

База данных поддерживает асинхронную и синхронную репликацию. Репликация может быть выполнена в виде мастер-мастер.

Для разделения доступа используется традиционная модель ACL . У каждого объекта есть владелец имеющий неограниченный доступ. Владелец может предоставить доступ к объекту другим пользователям или ролям. Роль это в свою очередь группа пользователей.

Список разграниченных действий:

• read
• write
• execute
• create
• alter
• drop

База данных поддерживает хранимые процедуры и триггеры написанные на языке Lua .

Глобальный триггер

• box_once — первый запуск базы данных (бутстрап).

Триггеры для пространств (таблиц):

• on_replace — триггер только для чтения на события вставка, обновления, удаления данных
• before_replace — триггер с возможностью модификации событий вставки, обновления, удаления данных

Сервер приложений

Для написания бизнес-логики используется язык Lua и его компилятор LuaJIT .

Сервер приложений содержит высокоуровневый API для доступа к базе данных, файловой системе, сети.

Пользователь может динамически добавлять, удалять, модифицировать функции. Для одновременного выполнения кода используется кооперативная многозадачность .

Для расширения сервера приложений доступны Lua библиотеки как из репозитория tarantool/rocks так и собранные из исходников.

Список стандартных модулей tarantool-а:

• box — доступ к СУБД
• clock — системное время
• crypto — криптографические функции
• csv — работа с CSV форматом данных
• decimal — арифметика с десятичной плавающей точкой (например, денежная)
• digest — хеширование строк
• errno — доступ к переменной системных ошибок *nix
• fiber — многопоточность и инструменты синхронизации
• fio — работа с файловой системой, ввод/вывод
• fun — функциональное программирование
• iconv — работа с текстом в разных кодировках
• json — работа с JSON форматом данных
• log — логирование событий
• msgpack — работа с MsgPack форматом данных
• net.box — модуль связи tarantool-ов между собой
• os — небольшая часть основных команд операционной системы
• pickle — сериализация/десериализация Lua структур
• socket — работа с сетью
• string — утилиты для работы со строками
• tap — фреймворк для модульного тестирования
• uuid — работа с UUID
• uri — работа с форматом uri
• yaml — работа с YAML форматом данных

Модули доступные из репозитория tarantool/rocks:

• vshard — шардирование и репликация данных для горизонтального масштабирования сервиса
• avro-schema — валидация и преобразование сложных структур данных
• date — манипуляция с датой и временем

История

Mail.ru , крупная интернет-компания в России, начала проект в 2008 году с вложения средств и поиска программистов. В качестве руководителя проекта наняли бывшего технического директора из MySQL .

Tarantool стал частью самого портала Mail.ru и сейчас используется для динамического контента: сеансов пользователей, мгновенных сообщений и прочего, а также используется в качестве слоя кэширования для традиционных реляционных баз данных, таких как MySQL или PostgreSQL .

В 2014 году Tarantool также был принят социальными сетями Badoo и Одноклассники .

В июне 2014 года исследователи из и Университета Коимбры (Португалия) провели первый официальный независимый тест производительности систем NoSQL , которые включали в том числе и Tarantool. Испытания использовали стандартный , а конкуренцию Tarantool составляли другие системы NoSQL: Cassandra , HBase , ( ), Redis , ( ), , Elasticsearch , MongoDB и OrientDB .

В 2018 году руководитель команды разработки ядра Tarantool Константин Осипов стал лауреатом премии . В сентябре 2019 года он покинул команду проекта в Mail.ru, создав собственную ветку разработки.

Примечания

Ссылки