rqlite 完全指南 / 第 1 章：rqlite 概念与适用场景

第 1 章：rqlite 概念与适用场景

了解 rqlite 的核心理念、技术原理以及它最适合解决的问题。

1.1 什么是 rqlite？

rqlite 是一个轻量级的分布式关系数据库，它将 SQLite 作为底层存储引擎，通过 Raft 共识协议（Consensus Protocol）实现多节点之间的数据复制。你可以把它理解为：

SQLite（嵌入式数据库） + Raft（分布式共识） = rqlite（分布式 SQLite）

rqlite 由 Philip O’Toole 于 2014 年发起，使用 Go 语言编写。它的核心设计目标是：

• 简单性：部署只需一个二进制文件，无外部依赖
• 高可用性：通过 Raft 协议实现多节点复制，任何少数节点宕机不影响服务
• 强一致性：写入操作通过 Leader 节点保证线性一致性（Linearizability）
• HTTP 友好：所有操作通过 RESTful HTTP API 进行，无需专用客户端库

与其他数据库的对比

1.2 Raft 共识协议简述

Raft 是一种分布式共识算法，由 Diego Ongaro 和 John Ousterhout 于 2014 年提出，旨在比 Paxos 更易理解。rqlite 使用 Hashicorp 的 Raft 实现（hashicorp/raft）。

Raft 的三个核心角色

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                  Raft 集群                    │
│                                              │
│   ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  │
│   │  Leader  │  │ Follower │  │ Follower │  │
│   │  (写入)   │  │  (复制)   │  │  (复制)   │  │
│   └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘  │
│        │             │             │         │
│        └─────────────┼─────────────┘         │
│           复制日志 (Log Replication)           │
│                                              │
│   ┌──────────┐                               │
│   │ Candidate│  ← 当 Leader 宕机时触发选举     │
│   │  (候选)   │                               │
│   └──────────┘                               │
└─────────────────────────────────────────────┘

Raft 日志复制过程

1. 客户端发送写请求到 Leader
2. Leader 将操作追加到本地日志（Log Entry）
3. Leader 将日志条目复制到所有 Follower
4. 当多数（Quorum）节点确认后，Leader 提交（Commit）该条目
5. Leader 应用到状态机（SQLite），并将结果返回客户端
6. Follower 在下一轮中提交并应用该条目

关键概念: rqlite 中"多数"意味着一个 3 节点集群可以容忍 1 个节点故障，5 节点集群可以容忍 2 个节点故障。

1.3 rqlite 的架构总览

客户端 (curl / SDK)
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│              HTTP API 层                 │
│         (Go net/http server)             │
├─────────────────────────────────────────┤
│            rqlite 核心逻辑                │
│  ┌────────────┐   ┌──────────────────┐  │
│  │  查询引擎    │   │   执行引擎        │  │
│  │  (Query)    │   │   (Execute)      │  │
│  └─────┬──────┘   └────────┬─────────┘  │
│        │                   │             │
│        ▼                   ▼             │
│  ┌──────────────────────────────────┐   │
│  │      Raft 共识层                  │   │
│  │   (hashicorp/raft)               │   │
│  └────────────────┬─────────────────┘   │
│                   │                      │
│                   ▼                      │
│  ┌──────────────────────────────────┐   │
│  │      SQLite 存储引擎              │   │
│  │   (mattn/go-sqlite3)             │   │
│  └──────────────────────────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
   磁盘文件 (SQLite DB + Raft Log)

关键组件说明

1.4 核心特性详解

1.4.1 一致性级别（Consistency Level）

rqlite 提供灵活的一致性级别配置：

1.4.2 数据库发现（Discovery）

rqlite 支持自动集群发现：

• 内置发现服务：https://discovery.rqlite.io
• 自定义发现：支持 Consul、etcd 等外部发现机制
• 静态配置：直接指定节点地址

1.4.3 SQLite 兼容性

rqlite 支持绝大部分 SQLite 的 SQL 语法，包括：

• 创建表、索引、视图
• CRUD 操作
• 事务（BEGIN / COMMIT / ROLLBACK）
• PRAGMA 配置
• FTS5 全文搜索
• JSON 函数（SQLite 3.38+）

限制: rqlite 不支持 ATTACH DATABASE，因为每个节点使用独立的 SQLite 文件。

1.5 适用场景

✅ 推荐使用的场景

❌ 不推荐使用的场景

1.6 业务场景案例

场景一：智能家居配置中心

一个智能家居平台有 50+ 设备类型，需要存储设备配置和规则引擎：

┌──────────┐     ┌──────────┐     ┌──────────┐
│  Web UI  │     │  App     │     │  规则引擎  │
└────┬─────┘     └────┬─────┘     └────┬─────┘
     │                │                │
     └────────────────┼────────────────┘
                      │
              ┌───────▼───────┐
              │   rqlite 集群   │
              │  (3 节点)      │
              └───────────────┘

为什么选 rqlite：

• 配置数据量小（GB 级别）
• 读多写少（8:2 比例）
• 需要高可用，但不想维护 MySQL 集群
• HTTP API 直接对接 Web 端，无需额外驱动

场景二：CI/CD 平台的构建状态存储

一个自研 CI/CD 平台需要记录构建任务状态：

CREATE TABLE builds (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    project TEXT NOT NULL,
    branch TEXT NOT NULL,
    commit_hash TEXT NOT NULL,
    status TEXT CHECK(status IN ('pending', 'running', 'success', 'failed')),
    started_at DATETIME,
    finished_at DATETIME,
    log_url TEXT
);

CREATE INDEX idx_builds_project ON builds(project, branch, status);

为什么选 rqlite：

• 构建记录数据量可控
• 需要 SQL 查询能力（按项目、分支、状态过滤）
• 集群 3 节点提供高可用即可
• Go 语言写的 CI 工具可以直接用 HTTP API

1.7 rqlite 的版本历史

1.8 扩展阅读

• rqlite 官方文档
• rqlite GitHub 仓库
• Raft 论文原文
• Raft 可视化演示
• Hashicorp Raft 实现
• SQLite 官方文档

本章小结

下一章：第 2 章：安装与集群搭建