专访架构师杨传辉：双11支付宝核心数据库OceanBase今世前生

大家知道，每年的双11，都是购物狂欢节。今年的淘宝双11交易额达到的惊人的571亿，在这些光鲜数据的背后，其实也是对淘宝数据库的极大考验。更值得一提的是，今年双11支付宝的支付峰值突破了每分钟285万笔，创下了新的纪录。如此高并发负载的交易量，让我们对幕后支撑的数据库技术OceanBase心生好奇。究竟OceanBase有哪些强大之处呢？

毫无疑问，技术是打赢双十一“战争”的关键，而人又是成就技术创奇的力量。第102期名人堂我们重邀OceanBase的系统架构师杨传辉（社区ID：Alisunshine），为我们揭晓高性能分布式数据库系统的演变之路。


皮皮(Q1): 您好！很高兴有机会采访到您，能否简单介绍下自己？

杨传辉（A1）：我叫杨传辉，来自阿里巴巴蚂蚁金服基础数据部，花名日照，目前是OceanBase的系统架构师。我是个技术宅，研究领域主要是云计算和大数据，平常喜欢写写技术文章，和微博上的技术同行互动，维护了个人博客：http://nosqlnotes.net，出版过一本分布式书籍《大规模分布式存储系统：原理解析与架构实战》。做技术的，保持谦逊，主动找事情做，追求，才能不断进步。



皮皮(Q2): 我了解到您在阿里一直从事OceanBase的研究，有四年之余了，伴随着这款数据库新贵的一路成长，您见证了它的演变历程，能否和我们分享下这些年来的苦与乐？

杨传辉（A2)：分布式系统的成熟至少需要三年时间，数据库系统更是五年以上，OceanBase这样的分布式数据库系统研发是需要经历“八年抗战”的。到目前为止，做了四年半，取得了一些小成绩，但未来的路还很长。


首先，我觉得自己比较幸运，毕业以后首先在百度，后来转战到阿里，一直从事大规模分布式系统的研发工作，也一直能够有幸得到高人指点。BAT的好处在于能够提供海量应用场景，尤其是阿里，能够把核心的业务，包括交易系统放到OceanBase这样的新系统上。这样的挑战、这样的信任，不是能够用金钱或者其它东西衡量的。系统研发一直都是“美帝”的天下，中国几乎没有能够拿得出手的系统，根本原因在于缺少应用场景。以BAT为代表的中国互联网的崛起给我们提供了逆袭的机会。


分布式数据库研发短时间是出不了成绩的，两年左右时间大概也只能够入门。这个领域并不需要一个人有多聪明，关键在于这个人是否踏实，真正享受这个过程并且不断地坚持。研发过程中会遇到很多的困难，比如没人敢用你的系统，又比如答应过的需求无法按时完成，辜负了用户的信任，或者技术决策失误，兄弟们也有可能因为你而坚持加班等等，各种情况始料未及。当然，更多的时候是痛并快乐着。记忆中，我感触快乐的瞬间刻骨铭心：重要的系统上线，通过我们的系统解决了用户的疑难问题，看着双十一零点系统压力不断冲高而安然无恙。



为难忘的是2011年双十一，当时，个项目收藏夹上线，双十一前两个礼拜发现重大Bug，系统在晚高峰会触发一个Linux内核问题，程序异常退出。记得当时是周五晚上，我们北京的同学立刻订了第二天的机票出差到杭州，后来临时修改代码，线上测试，折腾了几次，终于在双十一前一个礼拜搞定。等到我们的系统顺利挺过2011年双十一时，所有的同学都长长地舒了一口气。有点运气，那时我真正领悟到了什么叫做“痛并快乐着!”。




皮皮(Q3): 那为什么阿里要自主研发支持海量数据的高性能分布式数据库系统OceanBase，而不是用商业的Oracle或者开源的MySQL？

杨传辉（A3)：从经济学的角度看，这是一个边际成本的问题。自主研发前期投入是巨大的，不过以后边际成本会逐步降低。Oracle和MySQL都是单机数据库系统，每次扩容都是一个比较大的项目，迫切需要一套可自动扩展的系统，另外，Oracle license贵，MySQL在阿里的应用场景下有这样那样的问题，比如主备延迟很大，有丢数据风险，各种场景下的性能也存在很大的提升空间。当一个公司的规模比较小的时候，自主研发是不划算的，即使做成了也没法收回成本；然而，到了阿里这样的规模，自主研发，掌握核心技术决定自己的命运已经成了不得不做的事情。就是在这样的背景下，OceanBase应运而生。




皮皮(Q4): OceanBase个应用是收藏夹。近，听说支付宝交易也用到了OceanBase。能否结合阿里的应用谈谈OceanBase的优势。


杨传辉（A4)：相比传统的关系数据库，谈及OceanBase的大亮点，当属可自动扩展的特点，它不仅仅可以扩展到一个数据中心，乃至同城，在未来，OceanBase能成为跨地域多数据中心的全球数据库。当然，OceanBase还有一些特性，比如强一致性，能够自动容忍一台服务器甚至是整个数据中心故障，而不会丢失一条记录。值得强调的是，支付宝交易之所以会选择OceanBase而不是开源的MySQL，正是因为只有OceanBase能够做到完全不丢数据。


另外，随着OceanBase不断优化，OceanBase用武之地将会越来越多，比如支付宝交易的性能已经超越了所有的开源数据库，以后还会超越商业数据库。这就是自主研发的优势，等到渡过了积累期，相信OceanBase的后劲会很足。



皮皮(Q5): 我们知道，很多电商面对双十一带来的压力，都会在双11前对数据库集群进行扩容，相信阿里也不例外。我们常见的扩容有两种，一种是读写分离，通过增加备库提供读服务来提升集群的能力；另一种是水平扩容，将数据重新分布，拆分到更多台服务器上，达到扩容数据库集群的目的。能否谈谈OceanBase是如何扩容的？

杨传辉（A5)：双十一大促这样的应用场景很有中国特色，技术人员都知道，整个后台系统只有数据库容量难提升。传统数据库的运维人员需要花费大量的时间来做数据库扩容，包括读写分离、垂直拆分、水平拆分等等。不过，对于OceanBase运维人员来说，扩容是一件非常淡定的事情，我们要做的事情就是加入更多的服务器。加入服务器，容量就提升了，OceanBase系统内部可以实现自动扩容，解决了我们的燃眉之急。






皮皮(Q6):在分布式系统中存在着的“短板理论”，一个集群如果出现了负载不均衡问题，那么负载大的机器往往将成为影响系统整体表现的瓶颈和短板。那么OceanBase在阿里双十一的大战中是如何做到负载均衡的呢？

杨传辉（A6)：OceanBase内部会自动把数据切分为一个个比较小的分片，每台机器服务若干个分片，当某台服务器的分片成为热点时，会自动触发迁移操作，将分片从负载较高的服务器迁移出去，这样，就避免了“木桶效应”。这也是OceanBase的一个优势，无论双十一之前热点怎么变，OceanBase都可以很快把热点数据均衡到整个集群，而不是因为一两台服务器把整个集群压垮了。




皮皮(Q7):在分布式系统中存在着的“CAP理论”，很多NOSQL系统都会为了提升性能而牺牲一致性。OceanBase是如何做的呢？

杨传辉（A7)：确实是这样，很多NOSQL系统为了实现简便，牺牲了一致性来提升性能。然而，对于电商、支付这样的业务，根本没法使用弱一致系统。OceanBase是真正的分布式关系数据库，不仅仅支持分布式，还支持SQL、事务、并发控制这样的关系数据库特性，用户使用起来和MySQL没有任何差别。


和MySQL的不同点在于，MySQL主备同步是有丢数据风险的，而OceanBase通过Paxos选举协议实现强一致性。无论是一台服务器，还是数据中心整体故障，OceanBase都能够自动恢复，而且做到完全不丢数据。OceanBase的这种做法和Google、Microsoft以及Amazon云存储系统的底层原理都是共通的。




皮皮(Q8):在双十一中，我们经常会遇到比如热点商品更新库存，秒杀，红包等场景。当同时大量更新数据库中的同一行时，就会产生大量的锁等待，数据库的性能就会急剧下降。那OceanBase是如何做到并发控制的呢？

杨传辉（A8)：热点行是数据库里面的一个经典难题。热点应用的场景很多，比如双十一抢购小米手机。首先，OceanBase的事务引擎面向内存设计的，它的特点就是快，而且避免了传统数据库的写入放大问题，这样，OceanBase的锁等待天生就要更少。另外，OceanBase还提出并个实现了提前解锁、排队等待等优化思想，这些思想后来也应用到集团MySQL数据库的patch中，成为阿里双十一应对热点问题的标配。




皮皮(Q9):刚才说到，OceanBase要“八年抗战”。那么，OceanBase未来准备做哪些事情。我们的读者也会有一些对OceanBase研发工作感兴趣，你们需要什么样的人？


杨传辉（A9)：OceanBase未来要做的事情很多，大目标只有一个：做全球好的分布式数据库。我们的数据库可以跨地域部署，性能超越Oracle，使用起来和MySQL一样，并且应用到阿里，应用到中国，应用到全世界。

前面已经提到，我们需要的人首先要踏实，享受技术并且能够耐得住寂寞。另外，不断挑战自己，追求。当然，具备数据库开发、分布式系统开发、系统优化等相关经验会更好。