【阿里云产品公测】OTS使用之简单线上产品实践基于PythonSDK

阿里云用户：morenocjm

实践是检验真理的唯一标准，学习技术需要通过实践过程中的不断尝试，才能够快速掌握要领。OTS是构建在阿里云飞天分布式系统之上的NoSQL数据库服务，提供海量结构化数据的存储和实时访问。刚好想用手上的一台ECS做点什么，既然如此，那就通过搭建简单线上产品（alijot.com 快速记）的过程，学习下NoSQL数据库OTS吧。
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•服务器配置：CPU：1核内存：1GB 数据盘：15G 带宽：1Mbps

•产品定位：基于阿里云存储的快速记服务，PC，手机端通用
•产品功能：目前提供基础记事功能，自动定时（间隔5s）存储，避免编辑过程中的意外（后期将采用oss支持云盘，完善记录逻辑及体验）

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OTS数据库设计（初步）：

•OTS基本概念：

1.主键，属性，分片键：
OTS 数据模型概念包括表、行、主键和属性。主键和属性是读写操作的关键，通过传入主键作为索引值，传入属性值作为要查询的数据（属性键是可变的）。主键最多支持4个主键列，而组成主键的第一个主键列又称为分片键，好的OTS数据表设计中，分片键可以保证是唯一且无连续（并发无序），能够很好的满足分片的特性。OTS 按照分片键的范围对表的数据进行分区，拥有相同分片键的行会被划分到同一个分片。为了防止分片过大无法切分，OTS 对单个分片键下的数据量做出了限制。单个分片键下的所有行数据大小之和不能超过 1GB。

2.吞吐量：
关于吞吐量的概念，文档有介绍，以1KB 向上取整计算，如果指定的范围内没有数据，则消耗 1 读服务能力单元，目前最大读写吞吐量都为5000。举个学生一卡通的例子：当数据以时间作为分片键时，已经毕业的学生的卡片，不会再产生消费记录。假如 CardID 是随着卡片申请时间递增的，以 CardID 作为分片键，会导致已经毕业的学生的 CardID 没有访问压力却被分配到预留读写吞吐量，造成浪费。处理方法是将已经超出维护年限的消费记录表中的数据导出，存入 OSS(Open Storage Service) 归档，或直接删除。

3.合理存储：
将原始数据顺序打乱后再进行导入。保证写入数据均匀的分配在各个分片键上。或者使用多个工作线程并行导入数据。把大的数据集合切分成很多个小集合。工作线程随机选取小集合进行数据导入。

•基于以上基本规则进行数据表设计：

首先，列出和数据库有关的需求：
1.用户注册，登录，登出，用户信息的获取
2.快速记记录的存储及查看记录时数据读取以后的组织逻辑
3.需要保证用户查询和写入的速度

然后，进行需求分析：
1.用户相关数据有用户名，密码，状态，权限，等级，注册时间，个人信息，记录创建时间列表。（因为需要保证分片均匀，我采用用户名做主键，且为分片键）
2.记录的相关数据有记录创建时间，所属用户，状态，类型，内容，自动保存的改变内容及时间。
3.取数据时，我首先要确认用户信息，然后通过当前用户的用户名，找到用户的所有记录值，日期作为主键mid值，保证唯一性，然后写入到OTS中。官方文档似乎没有找到通过属性键找数据的方法，所以我选择把记录的主键放到用户的属性键来获取数据。我还需要根据属性值排序且根据范围读取的功能，以满足用户查看某几天记录的需求，于是我看到了一个方法get_range（ “OTS产品文档” 第28页的GetRange方法，SKD中的DOCTMENT也有出现）：
get_range(self, table_name, direction, inclusive_start_primary_key, exclusive_end_primar    y_key, columns_to_get=None, limit=None)
说明：根据范围条件获取多行数据。
``table_name``是对应的表名
``direction``表示范围的方向，字符串格式，取值包括'FORWARD'和'BACKWARD'
``inclusive_start_primary_key``表示范围的起始主键（在范围内）
``exclusive_end_primary_key``表示范围的结束主键（不在范围内）
``columns_to_get``是可选参数，表示要获取的列的名称列表，类型为list；如果不填，表示获取所有列。
``limit``是可选参数，表示最多读取多少行；如果不填，则没有
示例
    inclusive_start_primary_key = {'gid':1, 'uid':INF_MIN}
    exclusive_end_primary_key = {'gid':4, 'uid':INF_MAX}
    columns_to_get = ['name', 'address', 'mobile', 'age']
    consumed, next_start_primary_key, row_list = ots_client.get_range(
                'myTable', 'FORWARD',
                inclusive_start_primary_key, exclusive_end_primary_key,
                columns_to_get, 100
    )
返回值
``consumed``表示本次操作消耗的CapacityUnit，是ots2.metadata.CapacityUnit类的实例
``next_start_primary_key``表示下次get_range操作的起始点的主健列，类型为dict
``row_list``表示本次操作返回的行数据列表，格式为：[(primary_key_columns，attribute_columns), ...]

(在这里踩了个坑，毕竟是第一次接触NoSQL，嘿嘿。。。不同表分片键可以相同，而且分片键才是取数据的关键，当然，如果主键中有多个属性，那么查询的时候就必须把所有的主属性都传入，否则会报错哦。我就是以时间作为分片键，原以为两个值同时构成取数据的制约，结果导致根据时间取出的数据是所有用户的数据，囧，所有重新设计了数据库)

最后，初步设定表结构(似乎很简单，原谅我是新手)：
1 user | joter | pwd,status,power,range,date,info,modatestart,modatelast
用户表：用户名，密码，状态，权限，等级，注册时间，个人信息，记录创建时间列表
2 modify | joter,modate | status,type,title,content
记录表：用户名(分片)，记录创建时间，状态，类型，标题，内容

可以看到，创建表时只用跟上吞吐量和主键，体现了属性值的可变性。

•有关OTS数据库操作的具体实现：

首先需要下载SDK并且安装，我使用了Python SDK，下载地址在OTS介绍页面(文章末尾给出地址)，需要python2.7，个人使用的服务器系统是ubuntu，如果选择centos需要自行升级python版本。

在调用代码之前需要加入以下导包代码：

from ots2 import *ENDPOINT = 'http://isdot.cn-hangzhou.ots.aliyuncs.com/'
ACCESSID = 'TjfCaKv5YTjf8aBavUaKvD'ACCESSKEY = 'w5nB9tfrSuBd5xzd5UFrdtQocxhAH3IOV'
INSTANCENAME = 'isdot'ots_client = OTSClient(ENDPOINT, ACCESSID, ACCESSKEY, INSTANCENAME)
#以上代码中KEY无效，不必尝试;ACCESSID和ACCESSKEY大概就是这样长短的两个值，需要你在面板里获取

0.创建，删除表的工作可以很方便的在web端操作

1.注册
通过主键joter随意获取任意值如pwd，判断是否存在用户：

primary_key = {'joter':name}        # 主键
columns_to_get = ['pwd']         # 属性
consumed, primary_key_columns, attribute_columns = ots_client.get_row('alijot_user', primary_key, columns_to_get)
#变量 consumed代表返回的状态信息，如：存储消耗的写CapacityUnit值的变量应该是这样的 consumed.write
#primary_key_columns 代表取得的主键值，在批量获取数据的时候用的到
#attribute_columns 代表取得的熟悉值，通过attribute_columns.get('power')获取具体值
#方法 get_row为通过主键获取单行

将用户信息插入数据库的操作：
primary_key = {'joter':name}
attribute_columns = {'pwd':pwd, 'power':12}
condition = Condition('EXPECT_NOT_EXIST')     #判断的调节，当不存在
consumed = ots_client.put_row('alijot_user', condition, primary_key, attribute_columns)
#put_row方法是单行插入

2.登录

primary_key = {'joter':name}
columns_to_get = ['pwd', 'power']
consumed, primary_key_columns, attribute_columns = ots_client.get_row('alijot_user', primary_key, columns_to_get)
#判断attribute_columns 是否为空来得到用户名是否正确以及通过判断pwd==attribute_columns.get('pwd')确定密码是否正确

3.读取用户信息

name = self.get_secure_cookie("test")      #获取cookie值
primary_key = {'joter':name}
columns_to_get = ['pwd', 'power']
consumed, primary_key_columns, attribute_columns = ots_client.get_row('alijot_user', primary_key, columns_to_get)

print u'成功读取数据，消耗的读CapacityUnit为：%s' % consumed.read      #输出读写存储量log
print u'name信息：%s' % attribute_columns.get('name')
self.render('user.html',power=attribute_columns.get('power'),name=name)      #通过tornado的render传值到html页面进行渲染

4.快速记

name = self.get_secure_cookie("test")
title = self.get_argument("title", None)
content = self.get_argument("content", None)      #得到POST提交过来的数据
modate = time.strftime('%g%m%d-%T',time.localtime(time.time()))      #获取当前时间作为主键
primary_key = {'modate':modate,'joter':name}      #主键值
attribute_columns = {'status':0,'type':'text','title':title,'content':content}      #传入的属性值，可变
condition = Condition('EXPECT_NOT_EXIST')      #判断的条件
consumed = ots_client.put_row('alijot_user', condition, primary_key, attribute_columns)      #执行插入一条记录

5.读取记录

columns_to_get = ['title', 'content']     #主键
inclusive_start_primary_key = {'joter':name, 'modate':INF_MIN }      #开始条件
exclusive_end_primary_key = {'joter':name, 'modate':INF_MAX }       #结束条件
columns_to_get = ['title', 'content','modate']          # 如果需要获得文档中描述的返回列表，可以留空，或把主属性也传入
consumed, next_start_primary_key, row_list = ots_client.get_range(      #这里就是按照范围查询了
'alijot_modify', 'FORWARD',      #控制查询的方向，倒序显示：改成BACKWARD，颠倒开始和结束条件INF_MIN/INF_MAX
inclusive_start_primary_key, exclusive_end_primary_key,
columns_to_get, 100              #100是限制的条数，不填为全部获取
)
self.render("modify.html", row_list = row_list)     #传给前端去渲染

6.删除记录
未完

至此，很简陋的功能就完成了

•总结：

尝试过程中，遇到了几个小问题，应该属于初学者都会犯的错误。在解决了这几个问题后项目的基本功能走通后，瞬间有了种收获颇丰的赶脚，嘿嘿。而关于吞吐量的分配，后期需要仔细考虑，至于上传图片，前端JS效果，找回密码，用户设置，第三方登录等功能还有待开发。
近期自己实习所在的公司正在赶着上线产品以及上线维护，所以个人时间不多。我觉得既然技术还不到家，心思还是得放在工作上的，不过后期我还会不断完善，希望未来某天这个项目原型能够真正成长起来。

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•OTS资料整理：

OTS介绍页面：http://www.aliyun.com/product/ots/?spm=5176.383715.3.5.F6qwY2&utm_content=m_199
进入 OTS介绍页面，在最下方的可以找到 “产品帮助” 分类，可看到“OTS产品文档”。个人认为只用看 “资料中心” 分类下的资料以及SDK中的DOCUMENT即可快速上手。

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alijot.com 快速记尚处于测试开发阶段，各种功能有待完善，欢迎大家试玩,公网地址是 115.28.47.91:8888
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巴特西

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