futriix - это легковесная, распределённая, использующая алгоритмы неблокирующей синхронизации - `wait-free` и `lock-free` in-memory СУБД, реализованная на языке Go с поддержкой плагинов на языке lua использующая алгоритм консенсуса Raft.
Данная субд была разработана, в первую очередь для эксплуатации в операционных системах на базе ядра Illumos и операционной системы Solaris: OpenIndiana Hipster, Oracle Solaris в замкнутых программных средах.
Но также она совместима с популярными Linux-дистрибутивами (Debian,Ubuntu,Fedora), т.е. операционными системами построенными на базе ядра Linux.
Эта лицензия позволяет вам производить копирование, модификацию, распространение, включение в другие проекты, получение патентных прав, распространение бинарных файлов с доступом к их исходному коду. Она запрещает вам добавление новых ограничений, скрытие изменений, удаление оригинальных уведомлений, несоблюдение условий CDDL 1.0 при перераспределении, неправильное связывание с другими лицензиями.
Все дополнительное программное обеспечение (включая скрипт компиляции проекта `build.sh`) предоставляются "как есть", без гарантий и обязательств со стороны разработчиков. Разработчики не несут ответственности за прямой или косвенный ущерб, вызванный использованием открытого кода Futriix и futriix или технических решений, использующих этот код.
* **База Данных(БД)** - это структурированное, организованное хранилище данных, которое позволяет удобно собирать, хранить, управлять и извлекать информацию.
* **Система Управления Базами Данных(СУБД)** - это программное обеспечение, которое позволяет создавать, управлять и взаимодействовать с базами данных
* **Таппл (Tapple)** - аналог базы данных в РСУБД
* **Слайс (Slice)** - аналог таблицы
* **Кортеж (Tuple)** - аналог записи в таблице
* **Мультимодельная СУБД** - это СУБД, которая объединяет в себе поддержку нескольких моделей данных (реляционной, документной, графовой, ключ-значение и др.) в рамках единого интегрированного ядра.
* **Резидентная СУБД** - это СУБД, которая работает непрерывно в оперативной памяти (RAM).
* **Инстанс** - это запущенный экземляр базы данных.
* **Узел (хост,нода,шард)** - это отдельный сервер (физический или виртуальный), который является частью кластера или распределенной системы и выполняет часть общей работы.
* **Слайс (от англ. "slice"-слой)** - это логический и физически изолированный фрагмент коллекции документов, полученный в результате горизонтального партиционирования (шардирования) и размещенный на определенном узле кластера с целью масштабирования производительности и объема данных.
* **Репликасет** - это группа серверов СУБД, объединенных в отказоустойчивую конфигурацию, где один узел выполняет роль первичного (принимающего операции записи), а один или несколько других - роль вторичных (синхронизирующих свои данные с первичным и обслуживающих чтение), с автоматическим переизбранием первичного узла в случае его сбоя.
* **Временные ряды (time series)** - это это упорядоченная во времени последовательность данных, собранная в регулярные промежутки времени из какого-либо источниика (цены на акции, данные температуры, объёмы продаж и.т.д.).
* **OLTP (Online Transactional Processing-Онлайн обработка транзакций)**- это технология обработки транзакций в режиме реального времени. Её основная задача заключается в обеспечении быстрого и надёжного выполнения операций, которые происходят ежесекундно в бизнесе. Они обеспечивают быстрое выполнение операций вставки, обновления и удаления данных, поддерживая целостность и надежность транзакций.
* **OLAP (Online Analytical Processing - Оперативная аналитическая обработка)** — это технология, которая работает с историческими массивами информации, извлекая из них закономерности и производя анализ больших объемов данных, поддерживает многоразмерные запросы и сложные аналитические операции. Данная технология оптимизирована для выполнения сложных запросов и предоставления сводной информации для принятия управленческих решений.
* **HTAP (Hybrid Transactional and Analytical Processing - Гибридная транзакционно-аналитическая обработка)**- это технология, которая заключаются в эффективном совмещении операционных и аналитических запросов, т.е. классов OLTP и OLAP.
* **Кластер** - это группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи для решения сложных вычислительных задач и представляющая с точки зрения пользователя группу серверов, объединенных для работы как единая система.
* **WUI (от англ. Web-User-Interface "веб интерфейс пользователя")** - это термин проекта futriix, означающий веб-интерфейс (интерфейс работающий в веб-браузере)
* **workflow (англ. workflow — «поток работы»)** — это принцип организации рабочих процессов, в соответствии с которым повторяющиеся задачи представлены как последовательность стандартных шагов.
* **wait-free (дословно с англ. wait-free — «свободный от ожидания»)**-класс неблокирующих алгоритмов, в которых каждая операция должна завершаться за конечное число шагов независимо от активности других потоков.
* **ЗПС (Замкнутая Программная Среда)** - Это локальная сеть предприятия или организации как правило без доступа к сети "Интернет", своего рода "фильтр" содержащий в себе перечень программного обеспечения (ПО), которому разрешено работать на компьютере, в то время как ПО, которого нет в этом списке, будет запрещено к исполнению.
В субд **"futriix"** используется два журнала для ведение логов: `"futriix.log"`-основной журнал, в котором ведутся логи при работе в субд через терминал, и `"webui.log"`-основной журнал, в котором ведутся логи при работе в субд через веб-интрефейс.
**futriix.log** — основной системный журнал, фиксирующий все события жизненного цикла СУБД: запуск/остановку сервера, инициализацию компонентов (транзакции, Raft-координатор, ACL), состояние кластера и критические ошибки выполнения запросов.
**webui.log** — специализированный журнал веб-интерфейса, регистрирующий только действия пользователей через Web UI: успешные и неудачные попытки входа, управление аватарами, создание/удаление триггеров и индексов, а также операции импорта/экспорта данных.
Оба журнала используют структурированный JSON-формат (для webui.log) и текстовый формат с временными метками (для futriis.log), что обеспечивает удобный парсинг и интеграцию с системами мониторинга.
Журналы автоматически ротируются и ограничены по размеру (по умолчанию 10000 записей для webui.log), предотвращая неконтролируемый рост дискового пространства при длительной работе сервера.
Разработанный набор из пяти тестов (регрессионный, smoke-тест, функциональный, интеграционный и нагрузочный) на языке Lua обеспечивает комплексную проверку всех ключевых компонентов СУБД: CRUD-операций, индексов, транзакций, ограничений целостности, ACL, триггеров, MVCC-версионирования, а также взаимодействия API с хранилищем и кластерной координации.
Регрессионный тест гарантирует, что изменения кода не нарушили существующую функциональность, smoke-тест выполняет быструю проверку доступности и базовой работоспособности системы.
Функциональный и интеграционный тесты проверяют корректность реализации бизнес-требований и взаимодействие между компонентами, а нагрузочный тест оценивает производительность (латентность, пропускную способность) под различными сценариями использования.
В субд futriix поддерживаются MongoDB-подобный синтаксис для команд работы с документами: db.collection.insert(), find(), update(), delete(). Операции выполняются wait-free с использованием атомарных sync.Map, поддерживают автоматическую генерацию _id и валидацию схемы.
Futriix поддерживает первичные (по _id) и вторичные индексы, хранящиеся отдельно от документов. Также в нём присутствуют уникальные и составные индексы, поиск по точному значению и префиксу, а кроме того автоматическое обновление индексов при изменениях документов.
В субд **futriix** для обеспечения надёжности (durability) и быстрого восстановления бд из резевной копии, реализована полноценная поддержка WAL (Write-Ahead Logging). Журнал WAL по умолчанию хранится в файле **futriix.wal**, находящимся в каталоге **futriix**, а также поддержка ACID-транзакций с MVCC (Multi-Version Concurrency Control).
Субд `futriix` является распределённой субд. Распределённый кластер реализован на основе Raft-консенсуса с автоматическими выборами лидера. Поддерживаются одноузловой и многокластерный режимы, репликация данных (синхронная/асинхронная), мастер-мастер репликация и health-мониторинг узлов.
В субд `futriix` также как и в традиционных субд, есть механизм **Ограничений (Constraints)**. Ограничения на уровне коллекции поддерживаются: обязательные поля (required), уникальность (unique), минимальные/максимальные значения (min/max), regex-паттерны и enum-списки допустимых значений. Все ограничения проверяются автоматически при вставке и обновлении документов.
Для создания бекапов, в субд существуют команды `export` и `import`, позволяющие выгружать/загружать целые базы данных в формате **MessagePack**. Экспорт сохраняет документы с метаданными (версии, временные метки), импорт поддерживает пропуск существующих документов и детальную статистику.
Для расширения функциональных возможностей субд **без изменения её исхожного кода**, в futriix была реализована система расширения функциональности через Lua-скрипты с изолированным окружением. Плагины имеют доступ к БД, транзакциям, триггерам, могут логировать события и взаимодействовать через событийную шину, а также они доступны в веб-интерфейсе.
В futriix реализована многоуровневая система контроля доступа с аутентификацией по сессиям. В ней поддерживаются следующие роли (read, write, delete, admin) с гранулярным контролем на уровне базы данных и коллекции.
RESTful API для всех операций с поддержкой CORS и аутентификации через X-Session-ID. Доступны endpoints: CRUD (/api/db/{db}/{collection}), управление индексами (/api/index/), ACL (/api/acl/), ограничениями (/api/constraint/) и кластером (/api/cluster/).
**Триггер**— это действие в базе данных, автоматически запускаемое при добавлении, изменении или удалении записи. Чаще всего триггеры нужны для математических вычислений. В субд `futriix` реализация триггеров выполнена в стиле MongoDB с событиями BEFORE/AFTER INSERT/UPDATE/DELETE/REPLACE. Поддерживаются условия (eq, gt, regex, in, exists) и действия (abort, modify, skip, log, notify) с возможностью модификации документа.
Сжатие данных в СУБД futriix предназначено для уменьшения объёма хранимых документов в оперативной памяти и на диске, что позволяет эффективнее использовать доступные ресурсы при работе с большими объёмами информации.
Алгоритм Brotli, разработанный компанией Google, обеспечивает сжатие с коэффициентом, на 20–26% лучшим по сравнению с классическим Gzip при сопоставимой скорости распаковки, что делает его оптимальным выбором для систем с интенсивными операциями чтения.
Основные преимущества Brotli включают: использование предопределённого словаря часто встречающихся последовательностей байт, адаптивное кодирование с переменной длиной кода, поддержку 11 уровней сжатия (от быстрого до максимально плотного) и высокую скорость распаковки, критически важную для быстрого доступа к документам. В futriix сжатие применяется автоматически при превышении порогового размера документа (настраивается через compression.MinSize), при этом каждый документ хранит флаг Compressed и оригинальный размер для последующего контроля эффективности.
В субд futriix для упрощения администрирования реализован **WUI (Web User Inerface) Веб-интерфейс**, с помощью которого через веб-браузер можно управлять субд, быстро просто и удобно. На фото ниже, приведён пример загруженного веб-интерфейса субд по умолчанию.
- [x]В веб-интерфейсе, реализована возможность смены логина и пароля для авторизации в нём, при этом логин и пароль (по умолчанию admin; admin) храни в скрытом файле ".credentials", расположенном в каталоге "futriix"
- [x]В веб-интерфейс добавлена возможность читать файл логов "futriix.log", в котором отображаются все операции, выполненные в веб-интерфейсе за сеанс (например, создана база данных, или удалена коллекция), включая те операции, которые не были выполнены в виду какой-либо ошибки
- [x]В веб-интерфейсе, добавлена возможность добавления нового пользователя администратора, данные которого (логин и пароль) будут хранится в скрытом файле ".credentionals", расположенном в каталоге "futriix".
- [x]В веб-интерфейсе, добавлена возможность управлять плагинами (включать, отключать)
- [x] Скрипты сборки "build.sh" и "vendor_build.sh" переписаны таким образом, чтобы проект не зависел от компилятора "gcc", т.е. напиши реализацию так чтобы его не нужно было устанавливать отдельно в операционной системе "OpenIndiana Hipster"
- [x] Библиотека "raft-boltdb" заменена на встроенное файловое хранилище
- [x] Библиотека компрессии "lz4" заменена на "Brotli"
- [ ] Реализовать полноценный графический веб-интерфейс для управления кластером
- [ ] Реализовать автоматический шардинг с консистентным хэшированием
- [ ] Реализовать полноценную поддержку алгоритма Raft (с автоматическим перевывыбором лидера, с доменом отказа)
- [ ] Реализовать полноценную поддержку кластеризации (с обработкой состояний "split-brain", автоматической ребалансировкой кластера)
- [ ] Интегрировать интеллектуального помощник FutBot в веб-интерфейс
- [ ] Интеграцию с мониторинговыми системами (Prometheus, Grafana)
- [ ] Реализовать полноценную систему бекапирования с возможностью определения корректности созданного бекапа и кроссдацентровых решений по автоматическому копироваю бекапа в другой дацентр
- [ ] Реализовать полноценную систему авторизации на основе RBAC-модели
- [ ] Реализовать коннекторы к современным языкам программирования (C, C++, Java, Python, Go)
- [ ] Реализовать утилиту тестирования сервера на количество запросов на чтение/запись