POLARDB數據庫，阿里云的自信源自哪里

焦旭

“你好，我是阿里云數據庫團隊負責人，我叫鳴嵩（曹偉）。”初次見面的印象，讓筆者覺得鳴嵩并不像一個IT男，形象陽光、精神抖擻、嘴角帶著一點點微笑。就在筆者還在回味《復聯3》中小蜘蛛和奇異博士有關“花名”的梗時，鳴嵩讓我有了新的認識。

采訪過程中，鳴嵩的語速一直很快，語言簡練，思維清晰，不斷出現的術語和數據說明了他的專業性，喜歡列舉實例。整個人總是帶著一股濃郁的自信。好像，每一個阿里人都是那么的自信。

那些在一線才知道的

一位工作在云數據庫一線的開發和運維人員，在云棲社區做了以下分享：

“我在4天前，手工做了一個備份，數據庫比較大，3T，你們說差不多要70個小時備份，這個…有沒有什么辦法加快一點，我老板還著急要數據呢”

“你好，我們公司有個數據庫，想遷到阿里云RDS上，對RDS的產品品質我們很滿意，只是我們的數據庫有10T，請問一下，支持這么大的實例么？”

“你好，我用了你們的MySQL數據庫，最近幾天在做活動，主庫壓力比較大，只讀實例就延遲了，現在看過去貌似很難跟上，有什么辦法么？”

這些抱怨也好，吐槽也罷，都來自云數據庫用戶的真實案例，總結起來，傳統的云數據庫由于自身架構原因，會遇到很多問題：

讀寫實例和只讀實例各自擁有一份獨立的數據，用戶購買只讀實例，不僅需要付出計算的成本，也需要付出存儲資源的成本；新建一個只讀實例需要重新拷貝數據，考慮到網絡限流，速度不會很快；傳統備份技術，由于涉及到拷貝數據，并上傳遠程存儲，速度因此也受網絡影響等等。

隨著數據庫數據量的增大，各行各業對云數據庫業務的需求增加，這些問題就會不斷加劇。鳴嵩說：“這些困擾大家已久的問題， PolarDB都可以從本質上解決，而不是想個trick繞過去?！?/p>

核心優勢有5個

PolarDB是阿里云數據庫團隊過去3年間自主研發的一個企業級數據庫。鳴嵩總結了其5大核心優勢。

第一，兼容性。PolarDB兼容了當下最主流的、開發者最喜歡用的MySQL和PostgreSQL兩種數據庫生態，這意味著MySQL和PostgreSQL的老用戶，在一行代碼不用改的前提下，可以把業務從原來的開源數據庫遷移到阿里云的企業數據庫平臺上。

鳴嵩說：“從第一天起，我們做任何東西，不接受99%的兼容，我們只有100%的兼容。這是不會妥協的?！?/p>

第二，性能好。對比MySQL有6倍性能提升及相對于商業數據庫實現大幅度降低成本。拿Sysbench跑Benchmark做測試，開源的原生數據庫性能是每秒3.5萬的TPS，PolarDB的性能可以達到22萬，有6倍的提升，但是價格不變。

第三，容量大。傳統的數據庫會受限于物理機能的磁盤大小，數據增長后面臨著要么擴容，要么定期遷移，這種方案不僅開發成本高，還會造成業務中斷。PolarDB則支持單庫容量擴展至上百TB以及計算引擎能力及存儲能力的秒級擴展能力。

第四，技術更新換代。云數據庫的發展趨勢出現了一種更好的模式，Serverless按使用量付費?？雌饋碇皇怯嬞M模型的一種變化，事實上對技術本身有很大挑戰。Serverless意味著彈性擴展、調度能力、資源隔離需要做得更加精細，使得能夠支持這種計費模式。

鳴嵩直言：“PolarDB的目標就是從過去云計算的1.0時代走向云計算的2.0時代。數據庫從經典時代走向Serverless時代。“

第五，一寫多讀。鳴嵩以淘寶為例，介紹道：“電商業務，讀的壓力要比寫的壓力大很多，傳統的‘一主多從模式存在空間浪費和擴容時間長的弊病?！?/p>

PolarDB讓“一主多從”共享統一一個數據副本，同一個實例的所有節點（包括讀寫節點和只讀節點）都實現訪問存儲節點上的同一份數據，使得數據備份耗時實現秒級響應，實現了無縫擴展，不管數據量有多大，幾分鐘內即可實現只讀副本擴容，以及數據的全量備份。

何謂國之重器

據了解，PolarDB發布以來，在公有云上已經累計了超過600家用戶，涵蓋金融、電商、游戲、IoT等各行各業。

在被問及為何阿里云在已經擁有關系型數據庫的情況下，仍舊開發出PolarDB時，鳴嵩表示：“企業級數據庫一定是國之重器?！?/p>

鳴嵩介紹道，企業級數據庫，往往要求零宕機，7×24小時的可服務性，數據絕對不能丟。這是對數據庫技術更苛刻的要求，同時還需要高安全性和無限擴展能力?！癙olarDB的目標就是將來能在有關國計民生的行業、金融產業或者政府核心業務中用上國產自研的數據庫。我認為，這是我們這一代做數據庫技術人的使命。”

此外，鳴嵩還指出一種技術趨勢。過去十年，大量互聯網企業為了解決業務發展數據膨脹的問題，都在使用一類基于Share Nothing架構做水平擴展的數據庫，演化出了很多NoSQL和NewSQL產品，但這類產品都有對使用場景的假設和限制。而ORACLE、DB2、Aurora、PolarDB這些企業級的通用數據庫，都在使用Share Everything共享存儲技術。鳴嵩判斷，在未來的5年之內，隨著云時代的到來，隨著企業級云數據庫的興起，Share Everything基于共享存儲架構的數據庫會成為新的熱點。

性能源于對硬件的訴求

為了追求性能的不斷提升，技術人員對于硬件的訴求也在不斷提高。鳴嵩介紹了PolarDB所采用的領先的硬件技術：包括使用3DXpoint存儲介質的Optane存儲、NVMe SSD和RoCE RDMA網絡。同時面向新硬件架構實現軟硬一體優化：從數據庫、文件系統到網絡通訊協議、分布式存儲系統和設備驅動，實現縱貫軟件棧各層次的整個IO鏈條的深度優化。

談及Optane存儲卡，鳴嵩毫無吝嗇地給了一個贊，他表示：“3D XPoint介質比NAND顆粒提供了更好的I/O延遲和I/O QoS穩定性，因此在數據庫整體QoS上我們在95%延遲的指標上提升了76%的性能。我個人認為這也是非常有工匠精神的一個介質、一個產品。如果說SSD把HDD延遲降低了一個數量級，3D XPoint又把SSD降低了一個數量級”

鳴嵩認為，Optane很可能會打破傳統的Memory金字塔體系，過去的模型是CPU、內存、SSD的三角形結構，內存是很快的但是比較小，掉電會丟；SSD是很大，延遲比較高，吞吐有限，但是掉電數據不會丟。而Optane在這個體系中加入了一層Apache Pass或稱之為NVDIMM（非易失性隨機訪問存儲器）。新的體系變成了CPU、內存、NVDIMM和SSD，新加入的結構，性能和內存很接近，而且空間可以很大，掉電不會丟。

最后鳴嵩表示，Apache Pass未來很大程度上會改變數據庫軟件，也意味著數據庫的性能可以再向上提高一個檔次。