图数据库｜正反向边的最终一致性——TOSS 介绍

本文首发于 Nebula Graph Community 公众号

Nebula Graph v2.6 版本当中比较重要的特性之一便是 TOSS。通过本文，我将带你全方位了解 TOSS 为何物。

从一条 GO 语句说起

众所周知，边分为无向边跟有向边两种。所以当按有向边去探索时，就可以按正向边 / 反向边做遍历，Nebula Graph 也支持这种语义。比如：

go from "101" over known reversely yield known.kdate, id($$);

上述语句从点 101 开始反向的找所有的对应邻边。但，当用户使用 Nebula 插入一条边时，命令都类似于：

insert edge known(degree) VALUES "100" -> "101":(299792458);

上述语句看上去只写了正向边，并没有输入反向边：这是因为在 Nebula 设计时，当用户插入一条边时，系统会默默地在后台写入一条反向边。

聊聊 Nebula Graph 如何插入一条边

以上文的那条 INSERT 语句为例，后台的执行流程有：

• Nebula Console 将 INSERT 对应的 request 发给连接的 Nebula Graph Server；
• Nebula Graph Server 收到后，根据正向边的信息对应补充出反向边的信息，并将这个 AddEdgeRequest 分别发往正反向边对应的主机；
• Nebula Storage Server 收到这个 AddEdgeRequest 后，在本地（通过 raft）插入对应的边，并将结果返回给 Graph Server；
• Nebula Graph Server 收到两边的结果后，返回给 Nebula Console；

流程图如下：

这里，对网络 / 分布式编程比较熟悉的同学可能现在就看出问题了：因为 Graph 对于两个 Storage 的调用使用 RPC，那么当 INSERT 操作执行的次数足够多，就一定会遇到一边 RPC 成功，另一边 RPC 失败（超时）的情况。换句话说，可能出现一个 INSERT 正向边成功，反向边失败的情况。

这种结果会反馈给客户端：如果用户有正反向边属性一致的需求，就需要对 failed 的 request 做无限重试。但是 Nebula Graph 做为一个数据库，将数据的原子性交由外部（客户端）来保证还是不合适的。

于是，诞生了一个需求——保证正反向边的原子性，即变更边时，正反边要么同时变更成功，要么同时变更失败。这便是 TOSS（Transaction on storage side）的由来，用于保证对边进行 INSERT、UPDATE 或 UPSERT 操作的最终一致性。

TOSS 使用方法

随着 Nebula v2.6.0 的发布，TOSS 功能已经上线。但基于性能和稳定性考虑，Nebula Graph 默认将该功能设为 default disable 状态。有正反向边一致性需求的小伙伴们可以在 Nebula Graph Server的配置中找到 enable_experimental_feature 这个选项，将它设为 true 并重启 graphd。如下：

--enable_experimental_feature=true

那么之后的 INSERT / UPDATE / UPSERT 就会有一致性的保证了。（跟之前一样做 CREATE SPACE / CREATE EDGE / INSERT / UPDATE 即可，不需要额外操作）

注：开启 TOSS 之后，只对增量数据有效，存量数据之前有过正反边不一致时不会得到修正。

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