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下一个十年,开发者需要什么样的数据库?

2023-03-28  CSDN  
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自上世纪 70 年代起,关系数据库已走过半个世纪,如今成为社会的信息基础设施。随着时代、应用、场景的不断变更,给今天的数据库提出了更多要求,如敏捷伸缩、实时分析、降本增效等。

这将为数据库带来哪些挑战?未来,数据库领域还有哪些值得开发者关注的创新与技术?

在首届OceanBase开发者大会上,OceanBase CTO 杨传辉(花名“日照”)、沃趣科技创始人& CEO 陈栋,dbaplus 社群联合创始人杨建荣、PostgreSQL中文社区主席张文升,在科技访谈栏目《明说三人行》创始人卢东明的主持下,共同深入探讨在数据库前沿技术与发展,精彩对话不容错过。

引领潮流,单机分布式一体化

卢东明:首先,请每个人用一句话和三个标签进行自我介绍。

杨传辉:我的第一个标签是“工程师”,我是一名开发者;第二个标签是“一体化”;第三个标签是“性价比”。(后面两个是 OceanBase 的特性)

陈栋:我的第一个标签是 DBA,曾是阿里员工;第二个标签是创业者,现在我正在创业,做数据库基础设施层的产品;第三个标签是“一体化”,我们将数据库、软件、硬件做成一体化的方式,提供开箱即用的解决方案。

杨建荣:我的第一个标签是DBA,从业多年,经历了从 Oracle、MySQL,再到现在分布式数据库等阶段。第二个标签是技术社区,我现在参与 dbaplus 社区的建设工作;第三个标签是技术分享,我平常喜欢写技术文章,曾出过两本数据库技术的书。

张文升:我最重要的标签是 PostgreSQL 本身,因此第一个标签是 PostgreSQL,第二个是开源社区,第三个是布道师。哪里有 PostgreSQL,哪里就有我。

卢东明:针对 OceanBase 最新提到的“单机分布式一体化”一词,在大众印象里“单机”与“分布式”是割裂分开,为什么 OceanBase 会将他们组合起来?

杨传辉:2021 年底,我们开始分享 OceanBase 一体化的概念,当时称为“集中分布式一体化”,但这个说法并不直观,后来改为“单机分布式一体化”,代表 OceanBase 将两类系统产品特性和技术优势融合在一起,它的特点是既可以像单机数据库一样使用,又拥有分布式数据库无限水平扩展的能力,对开发者友好。

张文升:如果将一个分布式系统当做一个单机系统来用,部署到一台机器上的话,性能将大幅度降低。如何突破该瓶颈,OceanBase 有什么独门秘籍?

杨传辉:早期支付宝有很多 Log,DBA 总结的规律是当 Log 打开强同步时,性能会降低 35%。为什么分布式应用到单机会出现性能损失?因为分布式要做高可用、强同步的容灾开销。

随后采取异步 Log 的模式,使得强同步的性能损失控制在 8% 以内,兼具强同步,同时不损失性能。采用单机分布式一体化的可扩展方案后,每台机器只有一个日志流,尽管后台需要占用一些网络、CPU等,但对前台的交易、TP 性能没有影响。

杨建荣:对 DBA 来说,从单机到分布式一体化,具体涉及到哪些操作的变化?对系统有什么样的影响?

杨传辉:在单机分布式一体化理念下,首先要求开发者对 DBA 是透明的,扩容操作由数据库后台实现,对以前的业务及应用协议没有影响。虽然数据库扩容,但可通过动态路由来自动找到机器原始数据。因为底层架构是分布式,所以扩容后是全部支持上层功能的。而原来单机的产品无法做一体化的原因是原来的 SQL 引擎是为单机设计的,换成多机的话很多功能支持不了。

陈栋:我非常认同 OceanBase 对单机场景的关注。从我接触的用户需求来分析,单机场景更为大众化。因为对于大部分的企业用户而言,可能单机已经足够业务所需。如果一上来就用分布式系统,那么门槛相对较高。技术是相辅相成的,在“软硬一体化”趋势下,硬件发展核数越来越多,可扩展性的内存、吞吐足够大,结合硬件能力,再加上数据库在单机上性能开销的优化,未来在大众化场景的适用面、接受度将更强。因此我认为,OceanBase 往单机的思路上走是很友好的。

那么在单机分布式一体化概念下,OceanBase 是更注重单机还是更注重单机到分布式的扩展性?

杨传辉:开发者提到分布式数据库,认为它的使用门槛较高,因此我们希望通过一体化架构来降低门槛。回答您的问题,我们更多考虑如何从单机怎么扩展到多机的使用场景。在 OceanBase 单机分布式一体化架构下,企业业务从小到大扩展的过程中,无需重写应用。OceanBase 不仅有效帮助企业降低成本,又有面向未来的拓展能力,相信未来它的应用场景将越来越广。

陈栋:站在用户的角度来看, OceanBase 将方便留给用户,把麻烦留给自己。如果从数据库的设计角度来说,想必投入巨大,其中 ROI 如何评估?

杨传辉:ROI 是 OceanBase 做单机分布式一体化架构设计时非常重要的关注点。OceanBase 从最开始做分布式数据库,再到现在对单机的优化,这本来是我们要做的事情。

应用驱动技术创新

数据库发展离不开场景需求

卢东明:OceanBase 从分布式数据库开始已经做了 13 年,如今从分布式到单机,居然比传统的单机数据库 MySQL 性能还要好,OceanBase 是如何做到的?

杨传辉:OceanBase 的存储引擎与 MySQL 相比,有两点优势:一是因为 MySQL B+树做得早,OceanBase 的引擎是在尊重经典架构的基础上全新设计,存储成本会更低,单机数据库基本很少在线压缩,但是我们可以在 OLTP 业务里做在线压缩。二是在内存里实现大部分高频操作,最终才能在引擎层做到性能好、成本低。

通过测试,在简单读写上,相比 某国外主流数据库,OceanBase有相对优势;在多核扩展能力上,OceanBase 与 他们做得更好;在复杂查询上,他们比 OceanBase 要好,但我们正在努力,今年 Q3 将优化复杂查询性能。

陈栋:其实在国内做数据库是一件幸福的事情,因为中国企业的业务场景复杂,存在一些机会。

杨传辉:中国企业有不同的场景需求,比如运营商的数据查询复杂、高并发,很过国内数据库厂商的 复杂查询诉求从运营商场景来的,产生了很大的帮助。

数据库要做好,需要和应用不断磨合。虽然 OceanBase 和其他单机数据库在同一个水平上,但还需要一些时间来优化业务落地场景,期待几年后,我们可以自信地回答,OceanBase 所有场景比 国外主流数据库 更好。

卢东明:在过去十年时间里,中国应用场景的发展是全球领先的,尤其像阿里双 11 的极端挑战。我原来在 Sybase 公司工作时,那时候大家认为数据库的顶级挑战来自华尔街,只要解决了华尔街的问题,那么其它问题就能解决。但是在 2010 年前后,我们发现不知道如何解决双11这一量级的问题,这是 OceanBase 最早解决的问题。

杨传辉:是的,应用驱动技术创新。当前 OceanBase 在某些方面已超 国外主流数据库,坦诚说还有好多地方没有超越。但 OceanBase 积累了全球用户丰富场景以及对较罕见场景的解决方案,是其它数据库达不到的。

卢东明:真正能颠覆某国外主流数据库的,不是他自己本身,可能是一个更好的 OceanBase。按照 他 的路径来优化,试图去超越它,这是很难的事。可如何跳出它的条条框框,可能还有超越的机会。

开发者喜欢的数据库有哪些特性?

开发者最喜欢什么样的数据库?在不同的时间、不同的场景下,可能答案不同。

卢东明:每个人都做过开发、DBA,在各位看来,开发者最喜欢什么样的数据库?

张文升:我认为功能丰富、简单好用的数据库是开发者喜欢的。

杨建荣:我们社区做过开发者对于分布式数据库的调研,提炼出“4+1”模型,大家对于分布式数据库的选型有四个点:一是切入点,对于分布式数据库的选型要求先是稳定性,其次是可扩展性。二是对硬件成本、研发接入使用成本要尽量低。三是对产品的功能、易用性比较关注,尽可能跟主流的技术栈可以兼容。四是很多公司有多种技术栈,开发者希望能对 SQL 协议兼容,让研发接入更简单。这点 OceanBase 相对来说,是有优势的。

HTAP 发展趋势

张文升:随着业务越来越复杂,用户会倾向于不同业务场景的解决方案,在该细分的业务场景有没有数据库来解决,因此部署越来越多类型的数据库将可能成为企业的常态,但很难说有一款数据库可以解决全部场景问题,如图、时序、向量、多模态等,OceanBase 是怎么看待这个问题?

杨传辉:OceanBase 攻坚 HTAP 能力。今天 HTAP 还做不到将离线分机的问题全给解决掉。未来,HTAP 可能会在 OLTP 加上在线分析,但如果是图这类的场景不一定完全适合,要基于HTAP 做 Key Value、多模等,一个套件里有多个产品,一次性解决分布式、高可用等问题,避免额外的研发投入。

陈栋:您这边是站在数据库的视角来观察,从我的视角来看,为了解决用户对数据库选型的问题。我们提供一个数据库 PaaS 平台,支持十几种数据库的全生命周期管理,这也是一种解决方案。

杨传辉:是的,这个方式也是非常好。只要能满足用户需求的解决方案,理论上都是合理的,而且会共存的。

陈栋:作为开发者,希望数据库可以更加开放,可以包罗更多的 API、文档,对开发者更友好,让类似我们这种生态公司可以更好地服务好用户。

杨传辉:数据库的发展不仅靠厂商,而是厂商+生态+开发者+用户+应用场景携手发展。

卢东明:刚才提到 HTAP,据统计,中国有近 260 个数据库品牌,涵盖很多 HTAP 数据库。在 OceanBase 提到的“HTAP”含义,和广泛意义上大家提的 HTAP 是否有不同的地方?

杨传辉:我将 HTAP 分成三类,第一类是将 OLTP、OLAP 一套做并集。第二类是做交集,对于本身 TP 能力和 AP 能力都比较弱的场景,交集来做大家都没有覆盖的场景。第三类是 OceanBase 自然衍生的思路,像 OLTP 加上 OLAP 成为 HTAP 系统应用的核心,假如连应用的核心能力都没有的话,这种 HTAP 不是真正的 HTAP。

卢东明:有的数据库 AP 强补足 TP 的能力,这是合理的路径吗?

杨传辉:只有从TP开始才有可能成功,TP的门槛很高,涉及到核心场景。如果将核心场景做好了,往 AP 是自然延伸,相当于由高到低,如果 AP 做好了,本身 AP 的重要程度、核心程度远远低于TP,别人不会因为选了 AP 而选 TP。

陈栋:Oracle 也是这样的思路,把 TP 做到极致,同时拥有部分 AP 能力、离线能力。OceanBase 后续的 roadmap 非常巧妙,拿出一个副本做列存,既升节空间,又做到数据的一致性,不需要单独设计一个表格,我十分期待这个功能。

杨建荣:Oracle 是 HTAP 数据库,但在列存方向上 Oracle 有 In Memory 特性,有空间换时间的实现方式。OceanBase 是如何实现的?

杨传辉:Oracle 是 IMC 模式,不是真正的列存路线。虽然列存是更先进的方案,但 Oracle 的技术债务太大,OceanBase 没有 Oracle 那么重的技术债务,可以直接用最优的方式来实现。

卢东明:回到刚才说的,真正颠覆掉 国外主流数据库的不是一个更好的 他,一定是一个更好的OceanBase。希望未来还能看到 OceanBase 为我们带来更多的创新。

百花齐放的数据库格局下

开发者如何保持竞争力

在首届OceanBase开发者大会上,我们观察到 OceanBase 在过去13年,以稳定性、可扩展性和低成本正成为分布式数据库领域的典型实践,并不断创新,推出单机分布式一体化架构,让分布式数据库走向通用。同时攻坚 HTAP 能力,让一份数据既能做交易又能做分析,实现低延时、低成本,做一款对开发者友好的数据库。

那么开发者如何在各种技术栈不断演进,数据库产品不断迭代下,保持竞争力不断成长?

最后,杨建荣给了 CSDN 开发者几点成长建议:

一是多总结。好记性不如烂笔头,多总结,让自己看到问题就能想到解决问题的思路。

二是建立自己的知识体系,并不断完善。

三是社区连接,多参加社区活动,多做技术分享,总有收获的,像OceanBase开发者大会也是不错的选择。

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