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1、食堂刷卡機怎么制作數(shù)據(jù)庫

食堂刷卡機怎么制作數(shù)據(jù)庫

文｜劉雨琦

2006年，Google發(fā)布了三篇論文，也是公認的大數(shù)據(jù)的三駕馬車：分布式文件系統(tǒng)GFS、分布式KV存儲數(shù)據(jù)庫Big Table以及處理和生成超大數(shù)據(jù)集的算法模型MapReduce。

此后，雖然分布式開始成為大家討論的對象，但由于分布式事務的性能以及分布式系統(tǒng)的復雜性，使得分布式數(shù)據(jù)庫僅在數(shù)據(jù)量非常大的聯(lián)機分析處理（OLAP）場景得到了一些應用。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫領域，仍以Oracle為代表的的集中式數(shù)據(jù)庫獨霸天下，更是獨領國際市場，阿里便是其在中國最大的客戶。

此后的十年，是分布式數(shù)據(jù)庫被“冷落”的十年。與其說是被“冷落”，不如說是技術上難以突破，以及培育成本高，當時集中式數(shù)據(jù)庫的商業(yè)化之路越走越順，能夠停下來從頭開始的廠商少之又少。

不過，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的加速發(fā)展和科技的進步，集中式數(shù)據(jù)庫的功能開始捉襟見肘。越來越多的企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對業(yè)務系統(tǒng)也更加高頻的并發(fā)訪問，當產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)處理量，集中式數(shù)據(jù)庫昂貴的成本和存儲、計算極為有限的擴展能力開始暴露，企業(yè)不得不尋求性價比更高、存儲和計算擴展能力更強的數(shù)據(jù)庫。

2010年，陽振坤在阿里的招募下，開始研發(fā)國內(nèi)第一款全自研式分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase。彼時的分布式技術是真正的無人區(qū)，直至2015年，騰訊云、阿里云、PingCap等公司才開始在初步探索。

分布式數(shù)據(jù)庫被“冷落”的10年，正是OceanBase在螞蟻內(nèi)部打磨的十年。從僅用在淘寶收藏夾一個細小的場景，到支撐了9年的淘寶雙十一，并打破了TPC-C測試的世界紀錄，直至2020年獨立，到目前已經(jīng)累計了400＋客戶。

8月10日，在OceanBase2022年度發(fā)布會，發(fā)布了OceanBase4.0產(chǎn)品——“小魚”，這是首個單體分布式一體化架構的數(shù)據(jù)庫，同時推出支持多云部署OceanBase Cloud，通過技術突破和云化，試圖讓企業(yè)可在單體架構和分布式架構之間無縫切換，降低了分布式數(shù)據(jù)庫的使用門檻。

縱觀OceanBase的發(fā)展路徑，其實也正代表了國產(chǎn)分布式數(shù)據(jù)庫的十年，產(chǎn)品發(fā)布背后透露出的信號，是當下國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展進程，更需要企業(yè)關注并共同推動。

水滴聚大海、跬步積千里，每件小事做好，往往就是大。

《三體》中衡量一個文明科技水平的標準是，這個文明對微觀世界的探索和展開程度的高低，即對微觀世界的探索越深入，科技水平越高。

這就是典型的“小就是大”。

分布式數(shù)據(jù)庫之所以能夠更加貼近業(yè)務、更安全，原因在于它把數(shù)據(jù)切分成無數(shù)個“小”。

舉個簡單的例子。假設某公司的數(shù)據(jù)庫中存放了10個表格，每個表格中的數(shù)據(jù)為100個數(shù)據(jù)量，那么對當數(shù)據(jù)進行提取時，只能定位到具體的表格，將表格中的數(shù)據(jù)全部跑上一遍，若該表格缺失了2個數(shù)據(jù)，將會導致整個數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)無法工作。而分布式則是將每個表格中的100個數(shù)據(jù)進行分區(qū)處理，如每20個為一組，分為A/B/C/D/E區(qū)，當需要提取某個數(shù)據(jù)時，不僅能夠定位到相應的表格，也能夠直接定位到A區(qū)，同時，系統(tǒng)可對同一表格的不同區(qū)進行分區(qū)讀寫，大大提高了可用性和效率。

在現(xiàn)實的分布式數(shù)據(jù)庫中，也許每5個數(shù)據(jù)即為一組，區(qū)分更精細，通常按行或列對數(shù)據(jù)進行拆分，同時進行三副本備份，哪怕E區(qū)的第一副本缺失或錯誤，也可通過第二、第三副本進行即時替換，不會導致整個數(shù)據(jù)庫癱瘓。簡單的說，集中式數(shù)據(jù)庫如同“大馬”拉“大車”，“大馬”一旦出了問題，便會停滯不前，而分布式則是用無數(shù)的“小馬”拉“大車”，一匹小馬壞了不影響車子的前進，也能夠快速進行補位，保證正常運轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)維度越來越小，可用性和安全性越來越高，這是分布式數(shù)據(jù)的“小就是大”。

然而這樣的“三副本”形式，意味著企業(yè)如果想要部署分布式數(shù)據(jù)庫，就要同時進行多個服務器部署，門檻比單臺機高，且“分布”或“單體”的選擇通常不可逆，選擇了單體機就意味著幾乎失去了“分布式”的機會。

這也是大家所探討的核心問題。分布式數(shù)據(jù)庫通常應用于高部署、密集數(shù)據(jù)量和高并發(fā)的數(shù)據(jù)，但部署門檻高，對于大宗性企業(yè)更加適用，而中小企業(yè)由于數(shù)據(jù)量不大，應用場景簡單，并不需要在業(yè)務量不足時部署分布式數(shù)據(jù)庫，反而購買單體機更為劃算。但一旦部署單體機，后續(xù)業(yè)務量龐大時再進行架構調(diào)整，就是難上加難。

OceanBase試圖通過“小魚”，來打破這個魔咒。簡單的說，單看“小魚”，只是一款高性能的單體機，在單機部署模式下，也可實現(xiàn)包括Oracle/MySQL的兼容性、TP事務處理能力、AP并行分析查詢能力、租戶資源隔離等功能。并在性能上進行了升級，如將故障回復時間從30秒優(yōu)化到8秒。

同時，小魚對服務器本身的要求很低，單機部署最小支持4C8G。這意味著，從前必須要在服務器級別（128核及以上）的終端上部署的數(shù)據(jù)庫，如今在4核的電腦上也可以進行部署。大大降低了企業(yè)的硬件購買成本，如同大型游戲?qū)﹄娔X配置的要求降低了，這讓很多低配置玩家也能順暢的玩游戲一般。

而當企業(yè)發(fā)展到一定階段，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)一定規(guī)模想要擴容的時候，可以從一臺“小魚”增加到3臺“小魚”（3為分布式部署數(shù)量的最小單位），平滑地從單機部署模式升級成分布式部署模式。

一位OceanBase的技術人員告訴光錐智能：MySQL數(shù)據(jù)庫在原理上，也可以做到從單機到分布式，但是過程很長，且需要將數(shù)據(jù)庫暫停運行，單獨部署。而小魚則可在運行中，最快1分鐘內(nèi)即可完成模式的切換。

在發(fā)布會中，OceanBase演示了小魚從1-3-9的整個過程，只需要工作人員在后臺進行程序部署，無需調(diào)整單機硬件，且過程簡單流暢，接近“傻瓜操作”就可以完成，部署完成后，性能幾乎成線性增長，并沒有過多損耗。

這就十分符合企業(yè)的部署場景，若將數(shù)據(jù)庫暫停進行調(diào)試，在實際操作中可能性等同于“0”。

這也正是“小魚”的“小就是大”。硬件單位越來越小，但適配程度卻越來越高，且在保持同等性能下，靈活度也越來越高。

而這樣的“小就是大”，不止是技術層面的突破，更解決了數(shù)據(jù)庫領域的關鍵問題：技術和業(yè)務的結合。

從前，分布式數(shù)據(jù)庫被“冷落”還有一個重要的原因，是不被市場接受。

這并不是因為用戶不懂它的好，而是因為遷移成本太高，單體數(shù)據(jù)庫雖然已經(jīng)出現(xiàn)問題，但是通過疊加機器數(shù)量，能短暫解決，直到再次超負荷，這樣的方式雖然“治標不治本”，但卻相對省事。

但很快，一些企業(yè)便開始負擔不起Oracle高昂的運營成本了。最先撐不住的是阿里。時任阿里首席技術官的王堅算了一筆賬，把1萬億元GMV折算成數(shù)據(jù)量，再折算成需要的IBM小型機數(shù)量、Oracle數(shù)據(jù)庫量、EMC存儲數(shù)量，再換算成具體價格相加，得到他們每年需要給IOE的采購費200億元。而這筆錢甚至超過他們每年所賺的利潤。

在龐大的成本費用面前，必須從“根”上開始解決問題了。據(jù)測算，支付寶用OceanBase原生分布式數(shù)據(jù)庫替代Oracle數(shù)據(jù)庫之后，單副本數(shù)據(jù)可以做到Oracle的1/7，其計算資源投入也降低為原來的1/12，僅存儲一項，相比Oracl就節(jié)省存儲成本約20億元，相當于每賬戶成本節(jié)省了90%。

這源于陽振坤提出了自研分布式數(shù)據(jù)庫能夠從兩個方面節(jié)省成本，一是上述所講的硬件成本，用普通PC機替代大型服務器，硬件成本得到縮減；二是將數(shù)據(jù)庫的兩大功能OLTP和OLAP結合在一起，形成HTAP。

構想當然很好，但要真正建立，卻需要幾年時間做技術，再來幾年時間跑業(yè)務。

在2020年，OceanBase宣布獨立進行公司化運營，成立由其100%控股的數(shù)據(jù)庫公司——北京奧星貝斯公司。

OceanBase的獨立，是螞蟻科技戰(zhàn)略三步走的一個縮影。第一階段是“試驗”在自己的業(yè)務上做嘗試；第二階段是共享，共享給與自己“試驗”業(yè)務最類似的金融機構；第三階段是開放，將自己蹚出來的成熟產(chǎn)品進一步對外輸出，擴大到政企和其他非金融類客戶。

對于陽振坤來說，獨立和開放有一個特殊的意義：通過更多企業(yè)和業(yè)務場景的深入，能夠讓OB更加貼近業(yè)務，從需求出發(fā)對技術不斷打磨迭代，做出有競爭力的國產(chǎn)分布式數(shù)據(jù)庫。

在2020年這個節(jié)點，OceanBase的商業(yè)化按下了加速鍵。

此時，無論是集中式數(shù)據(jù)庫的成本開始大規(guī)模超出企業(yè)負荷，還是受疫情影響，降本成為了每個企業(yè)的首要需求，這給了OceanBase一定的市場空間和機會，趁熱打鐵，OceanBase在2020年正式推出HTAP。

傳統(tǒng)的OLTP和OLAP是兩套數(shù)據(jù)庫，需要分別購買，同時，數(shù)據(jù)還要在兩個數(shù)據(jù)庫中進行遷移，遷移的過程中還會面臨著數(shù)據(jù)丟失和損耗的風險。而HTAP則是在一個數(shù)據(jù)庫的基礎上，既滿足TP又滿足AP，降低了企業(yè)購買和遷移的成本。

和過去相比，HTAP的事務處理性能提升50%，數(shù)據(jù)分析性能提升10倍。用戶業(yè)務無論是事務型還是分析型，只要一套系統(tǒng)就可以應對數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中“海量、實時、在線”的業(yè)務需求。

以雄帝科技為例，其負責全國約三分之一的公交刷卡機系統(tǒng)，此前，刷卡機讀取到的只是簡單的交易數(shù)據(jù)，但隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息化的發(fā)展，刷卡機能夠讀取到用戶的一些基本信息，比如老年卡、學生卡等等。在一些場景里，就要對這些數(shù)據(jù)進行分析，比如在哪幾個時間段用戶量最高，合理調(diào)配公交車資源，以及一些營銷節(jié)點，對不同類別的人群實施不同程度的折扣活動。

除此之外，分布式數(shù)據(jù)庫能夠做到真正的彈性擴縮容。以往的數(shù)據(jù)庫擴容容易，縮容難。原因在于顆粒度比較粗，單個數(shù)據(jù)庫內(nèi)若有20%可用數(shù)據(jù)可80%廢棄數(shù)據(jù)，不能夠準確的剔除廢棄數(shù)據(jù)，只能全盤保留。

中國福利彩票就曾被這個問題難住。彩票行業(yè)的瞬時數(shù)據(jù)量爆發(fā)是相當驚人的。中國福利彩票發(fā)行管理中心技術管理部副主任唐恒光分享到，一類彩票的年交易量大概是200億，而在這一年內(nèi)，開獎前半小時的交易量能夠達到50%甚至70%，這需要數(shù)據(jù)庫在一天之內(nèi)擴容，而平時的交易量，卻根本用不著峰值的數(shù)據(jù)庫容量，分布式數(shù)據(jù)庫剛好能夠解決這個問題，用時“變大”，閑時“縮小”，彈性伸縮降低部署成本。

這樣技術上貼近業(yè)務場景和痛點的戰(zhàn)略，在商業(yè)化的道路上稍見成效。僅僅在2021一年中，OceanBase客戶數(shù)量就實現(xiàn)翻倍，而在金融等核心優(yōu)勢場景，目前全國TOP200的頭部金融機構中，有1/4都將OceanBase作為核心系統(tǒng)升級的首選。

雖然OceanBase在分布式數(shù)據(jù)庫領域是先行者，但多名行業(yè)分析師向光錐智能表示，當下仍然處于早期階段，只能說OceanBase剛剛完成了前半段。

關于未來的挑戰(zhàn)，光錐智能將其概括為兩個方面，一部分是技術難題，一部分是行業(yè)痛點。

技術難題也是最基礎的問題，數(shù)據(jù)的一致性如何保證？數(shù)據(jù)遷移的成本如何降低？

對于分布式數(shù)據(jù)庫來說，數(shù)據(jù)的一致性是其立足的根本，沒有一致性就沒有分布式。

OceanBase的技術人員告訴光錐智能，OB與MySQL等數(shù)據(jù)庫的區(qū)別在于，OB將一致性協(xié)議放在了數(shù)據(jù)庫底層，根據(jù)協(xié)議可以靈活動態(tài)的進行調(diào)整，而MySQL則是在已經(jīng)成型的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的上層，盡量滿足協(xié)議，二者有本質(zhì)的區(qū)別，OB的策略能夠100%的做到高一致性。

而數(shù)據(jù)遷移的成本在當下，似乎是一個還未解決的難題。OB數(shù)據(jù)庫兼容MySQL，原MySQL用戶可直接進行遷移，并且引入了多云策略。OceanBase CEO楊冰透露，除阿里云外，OB即將上線AWS、騰訊云、華為云等多個云部署。

另一方面，是企業(yè)面臨的痛點。對于新興事物，企業(yè)缺乏運維工具和經(jīng)驗，更缺乏相關的技術人員，技術雖好，但是買了不會裝，裝了不會用的情況比比皆是，而如果業(yè)務用不起來，其他的一切都是白搭。

光錐智能從OB內(nèi)部了解到，目前，OB除了技術核心團隊，正在加大服務團隊的部署，分為開源服務團隊、企業(yè)服務團隊。這也為其他國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫提了一個醒。

這樣重服務的形式，或許能夠解決當下的問題，而想要真正能夠從根本上影響整個數(shù)據(jù)庫環(huán)境，陽振坤認為，還是要開源，共建生態(tài)。

2021年，OceanBase宣布源代碼開源，與外界共享全球最領先的原生分布式數(shù)據(jù)庫的核心。一方面希望聚焦用戶價值，解決用戶的具體問題，另一方面期望與外界共建國產(chǎn)分布式數(shù)據(jù)庫的生態(tài)，從另一條賽道超越“IOE”。

在OceanBase4.0版本中，進一步開源了社區(qū)版，社區(qū)版與企業(yè)版本的更新保持一致，讓開源用戶也能夠體驗到OB的最新版本。OceanBase首席技術官楊傳輝介紹到，目前OceanBase已經(jīng)吸引了4,200多位開發(fā)者關注，產(chǎn)生了500多次技術創(chuàng)新碰撞（Commit），600多篇社區(qū)深度原創(chuàng)內(nèi)容，平均每天產(chǎn)生5篇高質(zhì)量技術內(nèi)容，平均每天有100多封活躍郵件，有50多家客戶深度實踐。

快手和攜程就是OceanBase開源后的第一批用戶。攜程“IM＋”業(yè)務采用MySQL作為消息寫庫，由于業(yè)務流量激增，數(shù)據(jù)存儲達到MySQL的存儲極限，只能保存兩個月的記錄，與業(yè)務部門的需求相差甚大。

面臨這樣的挑戰(zhàn)下，攜程嘗試了OceanBase的開源版本，并與OB取得聯(lián)系，深度溝通下二者共創(chuàng)，用OceanBase替代了MySQL，并提供橫向擴容能力通過加減機器應對業(yè)務的擴縮容，保證對業(yè)務的服務質(zhì)量。最終，攜程在保證性能的同時數(shù)據(jù)壓縮能力提升了85%以上，在同等硬件投入前提下，從兩個月擴展到獲得超過一年的數(shù)據(jù)存儲能力。

這或許正是開源的意義所在。

《三體》中，作者劉慈欣曾花費了大量筆墨，探討“技術平等”的話題，陽振坤也曾拿分布式數(shù)據(jù)庫與自動駕駛進行類比，二者均在發(fā)展的早期，且需要更多人投入在這項“未來事業(yè)”中去，開源是目前最有效縮短技術差距，共同進步的方式，這或許也是國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫們逆襲的關鍵點。

在OceanBase大會前，陽振坤博士曾與光錐智能的交流中講到，國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫要做的不能只是追趕，希望未來也能站在技術高點，向國際輸出中國技術。

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