分布式線性擴充
PolarDB-X将資料表以水準分區的方式，分布在多個存儲節點（DN）中。資料分區方式由分區函數決定，PolarDB-X支援哈希（Hash）、範圍（Range）等常用的分區函數。
以下圖為例，shop庫中的orders表根據每行資料的id屬性的哈希，被分區水準切分成orders_00～orders_11共計12個分區，均勻分布在4個資料節點上。對于使用者來說，通常無需關心具體的資料分布，PolarDB-X的分布式SQL層将會自動完成查詢路由、結果合并等。
高可用與容災
在生産環境部署資料庫時往往會搭建多個副本（Replica），保證資料庫叢集的高可用性以及資料的持久性。為了保證副本間的強一緻性，現代資料庫往往采用以Paxos算法為代表的多數派複制協定，它要求叢集中至少存在3個節點，每次寫入都要獲得超過半數節點的确認，即便其中1個節點當機叢集也仍然能正常提供服務。PolarDB-X采用X-Paxos複制協定，X-Paxos是阿裡巴巴自研的Paxos協定實作，在功能、性能上都做了大量優化，且經曆了數十載的雙十一考驗，穩定可靠。
基于Paxos複制協定，PolarDB-X可以部署到多個機房中，以實作機房級容災。常見的部署方式有同城三機房、兩地三中心等，其中後者主要應用在混合雲部署中。由于Paxos協定的特性，通常三個機房中有一個主機房負責對外提供服務。
分布式事務
PolarDB-X原生支援分布式事務，并保證事務的ACID性質——原子性（Atomicity）、一緻性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。
PolarDB-X通過引入中心授時節點（TSO），結合多版本并發控制（MVCC），保證讀取到的一定是一緻的快照，而不會讀到轉賬事務的中間狀态。如下圖所示，送出事務時，計算節點（CN）執行事務時從TSO 擷取到時間戳，随着資料一同送出到存儲節點 （DN）多版本存儲引擎上。讀取時，如果查詢操作的資料涉及多個分區，PolarDB-X首先會擷取全局時鐘作為讀取版本，對每行資料的MVCC多版本進行可見性判斷，確定讀到全局一緻的資料版本。
分布式事務也是許多分布式特性的基礎，例如：對于讀寫分離，資料的事務多版本資訊也會被同步到 Learner 副本，保證讀隻讀執行個體不會因為同步延遲讀到過期資料；全局變更日志中，通過時間戳保證分布式事務順序；任意時間點的資料恢複（PITR，point-in-time recovery）中，利用分布式事務時間戳，能夠精準找到相應時間的、全局一緻的資料版本。
混合負載 HTAP
PolarDB-X是一款支援 HTAP (Hybrid Transaction/Analytical Processing) 的資料庫：在支援高并發、事務性請求的同時，也對分析型的複雜查詢提供了良好的支援。分析型查詢指的是涉及資料量較大、計算比較複雜的查詢，例如對一定時間區間内的資料進行聚合。相比于業務中常見的簡單查詢，這類查詢往往要執行數秒甚至分鐘，需要消耗較多的計算資源。
為了加速複雜分析型查詢，PolarDB-X将計算任務切分并排程到多個計算節點上，進而利用多個節點的計算能力，加速查詢的執行。這種方式也稱為MPP并行計算。
PolarDB-X的優化器面向HTAP負載設計，對複雜查詢有着良好的支援。PolarDB-X采用了基于代價的優化器技術，能夠根據實際資料量、資料分布情況等，搜尋到較優的執行計劃，例如，對Join順序進行調整、選擇合适的Join或聚合算法、對關聯子查詢去關聯化等。
PolarDB-X優化器會基于代價估計将請求區分為TP與AP負載，其中AP查詢會被進一步改寫為分布式執行計劃，發往隻讀叢集進行計算，避免它對主執行個體的TP查詢造成影響。
MySQL生态相容
PolarDB-X将相容MySQL以及周邊生态作為核心設計目标之一。本文從SQL文法、事務行為、導入導出等角度總結了相容性相關特性，具體用法可以參見相關功能文檔。
PolarDB-X通訊協定相容MySQL協定，可以使用常見的MySQL用戶端直接連接配接到PolarDB-X叢集，包括 JDBC Driver、ODBC Driver、Golang Driver等。相容MySQL SSL、Prepare、Load等傳輸協定。
PolarDB-X相容MySQL的各種DML、DAL、DDL文法，包括：
- 相容絕大部分MySQL函數（包括JSON函數、加密解密函數等）。
- 相容MySQL 8.0的視圖、CTE、視窗函數、分析函數等。
- 支援MySQL的各種資料類型，包括類型精度支援（比如時間戳、Decimal 類型）。
- 相容常見的MySQL字元串Charset及Collation。
- 相容絕大部分information_schema視圖。