# 时序数据库写入接口设计

## QUIC协议选型

### 为什么选择QUIC

1. 低延迟特性
   - 0-RTT连接建立，减少握手开销
   - 避免队头阻塞，提高并发写入性能
   - 内置多路复用支持，优化批量写入

2. 可靠性保证
   - 内置加密和认证
   - 基于UDP的可靠传输
   - 拥塞控制机制

3. 与需求匹配度
   - 支持高并发(>500K ops/sec)的写入场景
   - 批量提交数据时的多路复用优势
   - 低延迟响应要求

## 接口设计

### 连接建立

```protobuf
message WriteHandshake {
  string client_id = 1;        // 客户端标识
  string auth_token = 2;       // 认证令牌
  uint32 protocol_version = 3; // 协议版本号
}
```

### 数据写入

```protobuf
message WriteRequest {
  message DataPoint {
    string metric_id = 1;     // 指标ID
    double value = 2;         // 数值
    int64 timestamp = 3;      // 时间戳(微秒)
  }
  
  repeated DataPoint points = 1;  // 批量数据点
  string batch_id = 2;           // 批次ID(用于去重)
}

message WriteResponse {
  bool success = 1;           // 写入是否成功
  string error = 2;           // 错误信息(如果有)
  string batch_id = 3;        // 对应的批次ID
  uint32 points_written = 4;  // 成功写入的点数
}
```

## 实现细节

### 1. 连接管理

- 使用QUIC的0-RTT特性快速建立连接
- 保持长连接以减少重连开销
- 支持连接复用和会话恢复

### 2. 数据流控制

- 每个批次写入使用独立的QUIC流
- 利用QUIC的流量控制机制
- 支持写入优先级设置

### 3. 批量写入优化

- 客户端聚合策略：
  * 时间窗口(默认100ms)
  * 数据点数量阈值(默认1000点)
  * 数据大小阈值(默认1MB)
- 服务端并行处理：
  * 多流并行写入
  * 批次内并行处理

### 4. 错误处理

- 网络错误自动重试
- 批次级别的原子性保证
- 错误反馈机制

## 性能考虑

### 1. 连接优化

- 连接池管理
- 会话票据复用
- 智能负载均衡

### 2. 内存管理

- 零拷贝数据传输
- 内存池复用
- 批量数据预分配

### 3. 并发控制

- 每个数据点独立锁
- 无锁数据结构
- 批量写入优化

## 监控指标

1. 性能指标
   - 写入延迟(P99/P95/P50)
   - 写入吞吐量
   - 连接数量

2. 错误指标
   - 写入失败率
   - 重试次数
   - 错误类型分布

3. 资源使用
   - 内存使用量
   - 网络带宽使用
   - CPU使用率

## 示例代码

```go
// 客户端示例
type Writer struct {
    conn    quic.Connection
    streams map[string]quic.Stream
    mu      sync.RWMutex
}

func (w *Writer) WriteBatch(points []DataPoint) error {
    stream, err := w.conn.OpenStreamSync(context.Background())
    if err != nil {
        return err
    }
    defer stream.Close()

    req := &WriteRequest{
        Points:  points,
        BatchId: uuid.New().String(),
    }
    
    // 序列化并发送
    data, err := proto.Marshal(req)
    if err != nil {
        return err
    }
    
    _, err = stream.Write(data)
    return err
}

// 服务端示例
func (s *Server) handleStream(stream quic.Stream) {
    defer stream.Close()
    
    buf := make([]byte, maxMessageSize)
    n, err := stream.Read(buf)
    if err != nil {
        return
    }
    
    req := &WriteRequest{}
    if err := proto.Unmarshal(buf[:n], req); err != nil {
        return
    }
    
    // 处理写入请求
    s.processWriteRequest(req, stream)
}
```

## 后续优化方向

1. 压缩优化
   - 时间戳压缩
   - 数值压缩
   - 批量压缩

2. 安全增强
   - 细粒度访问控制
   - 加密传输优化
   - 审计日志

3. 客户端优化
   - 智能批处理
   - 自适应重试
   - 连接池优化