深入解析 Fauna 分布式数据库

2. 什么是 Fauna？

Fauna 是一个多协议、多模型、多租户的分布式事务型数据库即服务（DBaaS）。听起来有点复杂？我们拆开看。

2.1. 数据库即服务（DBaaS）

简单粗暴地说，数据库即服务就是云厂商帮你托管数据库。你不用操心服务器维护、备份这些破事，只需要专注于业务逻辑——比如设计集合、索引、查询等。这样既保留了数据库的强大功能，又省去了运维的麻烦。

2.2. 分布式事务型数据库

分布式意味着数据库跑在多台服务器上。这带来两个好处：性能更高，容错性更强。一台服务器挂了，整个数据库照样跑。

事务型则保证数据操作的可靠性。事务内的操作要么全部成功，要么全部失败，不会出现数据半成品状态。

更关键的是，Fauna 提供了隔离级别，确保跨多个分布式节点的事务执行结果永远正确。这对分布式数据库至关重要——否则不同节点可能产生不同结果，导致数据不一致。

举个例子，两个事务操作同一条记录：

把值设为 "15"
值加 "3"

按顺序执行结果是 "18"，反过来执行结果是 "15"。如果系统不同节点执行顺序不一致，数据就乱套了。

2.3. 多模型数据库

多模型数据库允许用不同方式存储各类数据，而且都在同一个数据库引擎里，用同一种连接访问。

Fauna 底层是文档数据库，每条记录都是 JSON 格式的结构化文档。这让它能：

当键值存储用（文档只有一个 value 字段）
当表存储用（文档有多个扁平字段）
存储复杂结构（嵌套字段、数组等）

// 键值文档
{
  "value": "Baeldung"
}

// 表格式文档
{
  "name": "Baeldung",
  "url": "https://www.baeldung.com/"
}

// 结构化文档
{
  "name": "Baeldung",
  "sites": [
    {
      "id": "cs",
      "name": "Computer Science",
      "url": "https://www.baeldung.com/cs"
    },
    {
      "id": "linux",
      "name": "Linux",
      "url": "https://www.baeldung.com/linux"
    },
    {
      "id": "scala",
      "name": "Scala",
      "url": "https://www.baeldung.com/scala"
    },
    {
      "id": "kotlin",
      "name": "Kotlin",
      "url": "https://www.baeldung.com/kotlin"
    },
  ]
}

此外，Fauna 还支持：

关系数据库特性：创建索引优化查询，跨集合约束保证数据一致性
图查询：构建跨集合的复杂数据结构，像操作单个图一样访问
时间模型：随时回溯数据库历史状态，查看记录变更历史或直接访问历史版本数据

2.4. 多租户数据库

多租户数据库支持多个用户共享同一个数据库服务。云托管数据库常见这种设计，一台服务器能服务多个客户。

但 Fauna 的实现有点特别：它用租户区分同一客户的不同数据子集。核心特性是支持数据库嵌套——可以创建子数据库，并为子数据库生成访问凭证。

关键点：

只能访问当前连接数据库的子数据库（只读）
不能访问父级或同级数据库

这种设计特别适合微服务架构：在父数据库下为每个服务创建子数据库，管理员可以跨所有子数据库查询（比如做数据分析时特别方便）。

2.5. 多协议数据库

提供多种方式访问同一份数据。

标准方式是使用 Fauna 查询语言（FQL）通过官方驱动访问，能发挥数据库全部能力。

另外还提供 GraphQL 接口：

优势：无需专用驱动，任何语言都能用 HTTP 客户端访问
限制：需要预先定义 GraphQL Schema，无法支持同一集合中不同结构的记录

3. 创建 Fauna 数据库

知道 Fauna 能做什么了，现在动手创建一个。

没有账号先注册。登录后仪表盘点击 "Create Database"：

fauna create db

然后设置数据库名称和区域组（Region Group）：

区域组影响费用（超出免费额度后）和外部访问的接口地址
可选预置示例数据，帮助快速上手

fauna db region

创建完成后，数据库就立即可用：

选了示例数据：包含预填充的集合、索引、自定义函数和 GraphQL Schema
没选示例数据：空数据库，等待你创建结构

fauna db structure

最后需要创建密钥用于外部连接。在侧边栏 "Security" 标签页操作：

fauna auth key

注意：创建后立即复制密钥！离开页面后就无法再查看（安全设计）。

4. 与 Fauna 交互

数据库就绪，开始交互。Fauna 提供三种方式：

Fauna Shell（Web UI 内命令行）
FQL 驱动（编程语言专用）
GraphQL API（通用 HTTP 接口）

4.1. Fauna Shell

在 Web UI 直接执行命令，支持两种模式：

使用配置的密钥（效果等同于外部连接）
特殊管理员连接

fauna shell

实用场景：快速探索数据、测试应用查询（避免反复部署）。

4.2. 使用 FQL 连接

**需要官方驱动，支持 Java/Scala 等语言。Java 驱动要求 JDK 11+**。

Maven 依赖配置：

<dependency>
    <groupId>com.faunadb</groupId>
    <artifactId>faunadb-java</artifactId>
    <version>4.2.0</version>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

创建客户端连接：

FaunaClient client = FaunaClient.builder()
    .withEndpoint("https://db.us.fauna.com/")  // 根据区域组调整
    .withSecret("your-authorization-key-here")  // 替换为你的密钥
    .build();

关键特性：

客户端内置连接池，按需创建连接
应用启动时创建一次，全局复用
不同密钥需要不同客户端（比如访问同一父数据库下的多个子数据库）

执行查询示例：

client.query(
    language.Get(language.Ref(language.Collection("customers"), 101))
).get();

4.3. 使用 GraphQL 连接

通过 GraphQL API 访问，只需 HTTP 客户端，无需专用驱动。

前置条件：必须先创建 GraphQL Schema，定义数据结构及其与 Fauna 集合/索引/函数的映射。完成后，任何 GraphQL 客户端（甚至 RestTemplate）都能访问。

限制：只能操作数据，管理操作（如创建集合/索引）仍需 FQL 或 Web UI。

连接要点：

接口地址：https://graphql.us.fauna.com/graphql（美国区域）
认证：在 Authorization 头部添加 Bearer Token（即密钥）
请求方式：POST 请求，Body 包含查询/变更语句及可选变量

5. 在 Spring 中使用 Fauna

理解了基本用法，现在整合到 Spring 应用。Fauna 没有原生 Spring 驱动，我们需要配置标准 Java 驱动为 Spring Bean。

5.1. 基础配置

先配置两个关键参数：

区域（fauna.region）：用于推导 FQL 和 GraphQL 接口地址
密钥（fauna.secret）：数据库访问凭证

在 application.properties 添加：

fauna.region=us
fauna.secret=fnAExxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx  # 替换为实际密钥

为什么只配区域不配 URL？ 避免两个接口地址配置不一致的坑。

5.2. FQL 客户端配置

将 FaunaClient 注册为 Spring Bean：

@Configuration
class FaunaClientConfiguration {
    @Value("https://db.${fauna.region}.fauna.com/")
    private String faunaUrl;

    @Value("${fauna.secret}")
    private String faunaSecret;

    @Bean
    FaunaClient getFaunaClient() throws MalformedURLException {
        return FaunaClient.builder()
            .withEndpoint(faunaUrl)
            .withSecret(faunaSecret)
            .build();
    }
}

使用方式：

直接注入 FaunaClient，类似使用 JdbcTemplate
可封装成领域对象，提供更友好的 API

5.3. GraphQL 客户端配置

GraphQL 没有标准客户端，我们用 RestTemplate 封装（WebFlux 应用可用 WebClient）：

@Component
public class GraphqlClient {
    @Value("https://graphql.${fauna.region}.fauna.com/graphql")
    private String faunaUrl;

    @Value("${fauna.secret}")
    private String faunaSecret;

    private RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();

    public <T> T query(String query, Class<T> cls) {
        return query(query, Collections.emptyMap(), cls);
    }

    public <T, V> T query(String query, V variables, Class<T> cls) {
        var body = Map.of("query", query, "variables", variables);

        var request = RequestEntity.post(faunaUrl)
            .header("Authorization", "Bearer " + faunaSecret)
            .body(body);
        var response = restTemplate.exchange(request, cls);

        return response.getBody();
    }
}

设计亮点：

两个重载方法：支持带/不带变量的查询
泛型响应：自动反序列化到指定类型
隔离底层 HTTP 细节：业务代码只需关注查询逻辑

6. 总结

本文快速介绍了 Fauna 数据库的核心特性：

分布式事务：高可用 + 强一致性
多模型支持：文档/关系/图/时间模型混合使用
多租户设计：灵活的数据隔离方案
多协议访问：FQL 和 GraphQL 双模式

还展示了在 Spring 中的集成方式：通过配置类将 Fauna 客户端注入 Spring 容器，无论是 FQL 还是 GraphQL 都能丝滑使用。

下次新项目不妨试试 Fauna？这些特性说不定能解决你头疼的分布式数据问题。

Persistence

REST

Security