有没有人知道国内去O、去SQL的数据库有哪些(用开源来改的不算)

(文末可获取演讲完整PPT)


最近几姩我在推过PG的活动中走过差不多15、16个国内城市,遇到不少参会者问到这样一些问题:

  • 学生非常关心学习PG能从事什么样的工作、未来发展機会如何

  • 用户特别关心迁移到PG是不是最终状态?它是不是未来的趋势

  • 作为一个开源数据库,背后是不是有商业公司在控制着它

所以,我首先会分享PG社区的内容

如果说99%的开源数据库都是被商业公司控制的,那么PG是那1%

要说商业公司为什么要把数据库开源出来?为什么偠改协议这个我们先来分析一下:今天你要研发一款数据库,并且得到市场的认可如果不开源的话,你会发现这个数据库必须要有很恏的渠道才能赚钱所以商业公司选择开源,培养背书群体扩大生态,收割大客户

至于为什么要改协议?我们看到许多商业开源数据庫都有对应的付费版本例如企业版,高级周边工具等随着上云成为了大趋势,“云开源数据库服务”吞噬着开源数据库市场用户更哆选择的是云服务,而不是开源数据库的企业版这就造成了商业开源公司与云发生利益冲突,改协议是商业开源数据库厂商被迫的选择

而PG是一个纯社区的数据库,背后没有被任何一家公司所控制我们来看一下以下这张图:

饼图展现的是给PG贡献代码的占比,我们先看数據后面再跟大家分析一下原因。看图你会发现占最大头的是用户第二是数据库服务商,这里的服务包括培训、技术支持类的服务等這两大块加起来就有66%了,剩下的就是数据库厂商和云厂商

上图是给PG贡献代码的国家分布,上面没有中国有点遗憾但可能是因为这个至尐要贡献两年以上才入列,所以中国估计过两年会出现在这里

PG作为一个开源的社区数据库活了这么久(追述到ingres的话有43年历史),感觉牙齒不但没掉还越来越锋利凭什么?PG有组织有纪律从上图可以看到首先是资产托管组织,包括商标、域名等每年的开发者峰会在加拿夶举办。

另外还有核心组、行为准则团队类似于组织部,有专门管赞助的委员会、筹款组等等将来可能会组建专门负责管理专利的委員会,因为作为开源数据库会发现专利可能是一个非常容易存在的漏洞点PG对专利控制还是比较严格的。

回过头分析刚刚给PG社区贡献代码嘚企业他们为什么要持续贡献核心代码?

对于数据库厂商来说推一款新的商业数据库通常都需要背书,试问小厂产品谁为你背书

  • 只囿技术的厂商,很难挑战已有数据库市场格局

  • 只有渠道的厂商,需要抓住窗口期快速占领市场,避免重复造轮子需要一款可以无法律风险,二次开发与分发的开源数据库目前达到商业化成熟度的唯有PG。

所以数据库厂商需要通过贡献核心代码社区所有的用户都可以為之背书。

对于数据库服务提供商来说开源产品的服务提供商,怎么才能体现他们的能力谁能证明他们的牛逼?贡献代码贡献代码の后用PG的那些人就可以为之背书。

对于最终用户来说他们希望社区长久,期望可以享受免费的、可持续发展的、开源的、不被任何商业公司、不被任何国家控制的企业级的数据库而且PG用的人越多,越多人背书使用越靠谱,就像滚雪球一样越滚越大所以最终用户愿意貢献代码,实际上是在推动开源产品的发展对客户自己也是有利的。

对于云厂商来说自己做一款数据库在云上卖需要培养生态,需要市场背书需要大量研发资源,可能还需要重复造轮子那么基于PG,就能免去自己培养生态避免重复造轮子,而且PG的代码基础已经具备商业化基础另外,不断提供代码也是防止其他厂商控制PG失去市场主导能力的方法

除了以上这些原因,还有很重要的一点开源许可独特性。PG的开源许可是类BSD许可可以随意分发、闭源或开源,可以被用于商业目的或其他场合

PG开源中心的这行字(见红框),说的是不管怎么使用、拷贝、修改、分发这个软件只要把这一行放到你的输出版本里面去就行了。是不是活雷锋所以云厂商选择这么友好的纯社區版本感觉像拣到宝一样。

作为一款开源出来拿去直接用的数据库PG采用了开放接口的设计,是最具扩展能力的数据库基于PG的图数据库、流数据库、GIS、时序数据库、推荐数据库、搜索引擎等;围绕PG的应用垂直化插件机器学习、图像识别、分词、向量计算、MPP等,基本上都是使用PG扩展接口扩展出来的

目前全球都在提高安全、合规、正版化意识,对于数据库厂商、云厂商来说从长远来看,纯社区具有这么强嘚可扩展能力的数据库PG可以说是首选。生态已经摆在这里了还有不去用的理由吗?

首先PG是一款远远超越当前关系数据库的多模数据庫,因为它的开放性可以随意扩展。

其次在内置并行计算方面,我接触过很多用户的数据库就跟蜘蛛网一样为什么?因为用户的业務需求很多关系数据库处理不了,需要将数据同步到其他引擎:最常见的有计算平台、搜索引擎还有一些客户要同步到流计算平台,涳间时序数据库平台等。同步会带来硬件、管理、开发成本的增加同时会引入数据丢失、延迟等风险。如果数据库提供并行计算、搜索、时空等多模能力的话没必要把平台建这么复杂。

再次PG开始在内核中支持存储引擎的扩展,可以解决行存、列存、内存引擎多样囮的多版本控制,等不同场景不同需求的问题

最后,在芯片支持方面PG对芯片友好,例如ARM芯片的支持

以上四方面满足市场的既要又要還要的需求,即:既要SQL通用性又要NOSQL扩展性,还要多模开发便捷性;既要OLTP又要OLAP

二、PG的商业能力与创新能力

对于数据库的商用价值来讲,艏先是能不能扛住企业级的需求也就是能不能做到零丢失、高可用、安全;弹性这一块就是能不能横向扩展、能不能做模块化;而性能這一块TP、AP都可以跑。Oracle兼容性体现两块:社区版本有这样的插件加完这个插件在Oracle数据类型然后还有函数,还有操作服务这一块做的兼容包括包也做的一些。因为用户我见过大量的使用PLsql的存储过程或函数一个业务部就有上百万行,使用PG的plpgsql可以改造这些oracle plsql存储过程代码

另一方面吗,阿里云提供兼容Oracle的数据库PPAS(实际上也是基于PG的)我们兼容了PLsql语法,能够减轻用户区改造存储过程到PG的工作所以说这个东西熟悉之后你会发现PLPgsql能够满足功能差不多,没有会弱到哪里去其实做得挺好的。

在创新能力上其实我们刚刚讲到了一块关于边缘计算,边緣计算分两块:基于GPU的并行对用户是透明的,数据库会根据sql的成本、代价去启动GPU并行计算

阿里在这里同样开源,阿里因为在线上有很哆的用户包括影像处理、移动跟踪做了GPU加速。这就是创新价值

多模使得PG这个数据库得以满足那些你曾经想都不敢想的需求。

三、PG新版夲与新特性

上图展示的是PG版本发布节奏如果每年股票是这样涨的话大家肯定很开心。作为背后没有商业公司没有驱动的开源数据库PG每姩发一个大版本,每个大版本会持续维护五年有组织有纪律就是不一样。

PG 11是去年发的有什么新特性?在此说明一下我这里说的特性铨部基于PG自己,比如基于11以前的版本其实有很多功能很早之前就已经支撑。

对业务完全透明的并行计算几乎覆盖所有的场景,平均20倍嘚提升

以上这个CASE数据量10亿的表,大家觉得10亿做排序要多久不到3秒,不开并行需要70多秒

什么时候要用并行计算?通常是实时分析复雜查询,马上就要看到结果原来需要T+1,现在就想做实时

我们来看一下这些CASE,第一个是最简单的全表扫描要将近1分钟。开并行只需要1.8秒

哈希聚合,因为我们做分析一定会涉及到聚合处理大量的数据,有哈希聚合、分组聚合10亿记录的聚合需要花多少时间?5秒!不开並行需要140多秒

做数据分析处理一般流程比较长,会有中间结果这些中间结果可能是通过create table as这种方式出来的,这种操作能不能支持运行吔可以。同样也是10亿的数据量差不多1.9秒。

创建索引想不想很快完成?比如说这个索引膨胀你想快速重建索引发现性能不行,10亿记录鈈带并行将近1000秒开启并行后只需要252秒。

关于聚合的话数据库会提供一些聚合函数,比如说平均值、标准方差有些时候发现数据库提供聚合的方式不够用,不能满足你的业务要求所以的话需要自定义聚合,自定义聚合操作也支持并行这边也做了两个测试,一个求(count distinct)个数另一个求count distinct数组元素个数。分别从300100秒降到了8秒,3秒

另外还进行了其他复杂查询(join、cte、subquery、排序、分区查询等),不再一一赘述性能平均提速20倍左右。

这个特性比较有意思创建索引的时候一般怎么做?制定字段放进去这些字段是我要查的。我这里举一个例子说用非索引组的表,数据怎么存放写进来没有任何顺序。

比如说有这样的业务做移动对象跟踪共享单车,我们在手机里可以看历史轨跡由上报的点组成。一般来说行程会涉及到上千个点上报的数据是一条一条插进来的,这个世界有很多人同时骑车也就是说很多人嘟在上报数据。你去查某一笔订单的轨迹我们怎么通常怎么优化?在订单号加索引感觉挺快的。但是有没有想过这个问题在那里你嘚数据是无序存储,1000条记录可能是分布在1000个数据块如果同时有大量并发查询可以把IO打满,即使这个数据在内存也很容易触达内存带宽仩限。

最后怎么解决这个问题通常建个合索引,可以查出来当然可以了,但是这里出现另外一个问题这个Key在索引page的每个层面都是多個Key,他的这种split概率就会增加但是实际上查询条件就是驱动列,就是你的订单号的哪一列所以实际上可以创建索引的时候还是用订单号,但是我把你的时间放到leaf page同一个订单的附加字段的数据被放到了同一个订单所在的叶子里面。这个时候来查询因为这个数据一千个点呮落在三五数据块。Include index相比较索引组织表的好处:我可以创建很多个按你的要求来的索引组织好像同一份数据有很多数据组织结构一样。嘫而索引组织表只有一种结构

4)添加字段(含默认值)更快

以前添加字段不加否认值就是改一个原数据,以前加默认值做table rewrite所以慢现在峩们会变成甭管加什么字段,甭管是否包括默认值总之瞬间完成。对用户特别友好

在存储过程中,支持子事务提交

如上图所示,左邊是12以前的版本右边是12版本。12中间加了一层访问方法这里面有索引方法或表访问方法,剥出来的好处就是我们可以在这个地方加新的數据存储结构例如加内存表、列存表,压缩表等都可以在这一层去做。

所以就有了列存的引擎这里举两个例子,zedstore(列存)和zheap(支持囙滚段)列存压缩率高,支持向量计算非常适合做批量计算,分析领域的性能提升很明显

第二就是zheap,把回滚段从数据存储剥离出来旧的版本拷贝到回滚段去,查到过去的版本去回滚段查减少膨胀问题。

2)分区表-大量分区性能提升

原生分区(包括11的版本)分区很多囿性能问题12这一块已经优化掉,在1000个分区时查询有提升400多倍。分区越多性能提升越明显。

  • 按结果集(索引)聚集存储消除回表IO放夶。

4)CTE 物化、非物化

物化的下推在12版本里面可以指定要不要物化,如果是物化的话物化的子句跟外面完全隔离,相当于这一层单独计算如果指定不要物化,那么优化器会考虑子句外面的条件可以将条件传递给非物化子句,提前过滤提高性能。

日志采样相当于之湔做审计日志,你要么全开要么全关。实际上有的用户要的是不要所有的采下来比如说做排错,同类错误不需要都被记录下来采样僦可以了。又比如说查询访问量特别大如果所有的sql全审计下来会影响性能。使用这个采样的功能不会影响性能。

Copy时支持过滤条件可鉯在导入数据时过滤不需要的记录。

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