大道至简：数据库的终极未来

数据和云

发布于 2023-01-04 17:23:58

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发布于 2023-01-04 17:23:58

文章被收录于专栏：数据和云

墨天轮2022年12月份的报告已经出炉，这一期的主题是：大道至简，自治为王。

数据库的终极未来是什么？这是行业里一直在探讨的命题，复杂但是也简单。

大道至简

Oracle 23c 提出的理念是 App Simple，亚马逊在 re:invent 2022 大会提出的一个理念是 ZERO ETL，其实都是在简化。

只不过，有些简化是螺旋式上升，在走一条循环往复的进化之路。

在 Oracle 的世界里，应用简化的内涵是，通过多模数据库，不断融合各种数据类型、开发方法，使得万千应用熔于一炉。

在 AWS 的世界里，则是将原有的Oracle数据库，替代为各种云上的RDS数据库，然后需要通过简化ETL，去加速数据复制和流通。

下图是2019年，亚马逊最终将 7500 个 Oracle 数据库中的 75 PB 内部数据迁移到多个 AWS 数据库服务，彻底去掉了Oracle。这一步是打破壁垒，数据库的品类和数目都会大大增加，但是云简化了管理，使得这一切可以达成。

在新的架构上，数据集成变得复杂，2022年AWS提出的 zero-ETL 就是来简化这一复杂性。首先解决的是自己的 OLTP 和 OLAP 之间的整合问题，Aurora 到Redshift 的数据同步问题。

这是解构再建构的过程。Oracle 使用一个数据库去解决 OLTP 和 OLAP 的双重需求，行列混存使得鱼和熊掌可以兼得。AWS 看似在进化的路上循环往复，但是本质上，云在底层使得这一切的变化更有意义。

云的演进

云数据库的演进，从自建数据库，到 PaaS 服务、云原生，再到Serverless，技术的进步是通过不断简化用户的管理和应用，从而让数据库的使用更简单，现在 Serverless 则是更进一步，能够以更精细化的弹性和计费，让经济性回归。

这本质上，一直是一种商业模式的进化。

在Gartner 2022的魔力象限报告中，针对Oracle的陈述始终是云上的束缚和传统的成本印象，传统商业模式，始终是Oracle转型的巨大障碍：

对多种云的支持有限。甲骨文采取了自己的方式在多个云上使用。从历史上看，它没有在其他云上提供主要产品，尽管它一直试图设计实施架构，以消除跨云访问数据的任何不良影响，如延时。这种方法已经在Azure上得到了实施，并且正在发展用于AWS和Google的解决方案，但是对于寻求多云访问的买家来说，专有性的印象损害了Oracle。
对成本的看法。甲骨文在许可条款和谈判技巧方面有很强的名声，多年来它已经失去了一些客户。这些做法所造成的印象挥之不去，导致人们认为甲骨文的云产品将比其他公司更昂贵。
增长的挑战。尽管甲骨文公司在云计算方面进展缓慢，但它现在已经全力投入到云计算中。但它在云计算世界中缺乏客户意识，而在云计算世界中，大量的新系统正在实施，这对它造成了伤害。虽然甲骨文公司的产品和愿景都接近顶尖水平，但其产品被评估的频率远远低于全云供应商和云服务提供商的产品。

在国内厂商中，阿里云 PolarDB 的 Serverless 化演进一直走在前列，并且通过了信通院Serverless的认证评测，TiDB 在海外也推出了云上 Serverless 版本。

数据库无感化

Serverless 技术，本质上又是一种简化，简化了环境管理和应用开发。在这一造词序列上，还有 Diskless，自然也有 Databaseless，数据库的无感化将是数据库发展的终极未来。

所有的 less 思想，都可以用第一性原理重新注解。随着时间的流逝和技术的创新，任何现有的流程和认知，都可以重新被审视，追本溯源重新发现问题，以寻求更佳的解决方案。Serverless 和 Databaseless 都是重新来审视架构的复杂性，用进步的技术替代原有架构中的落后环节，从而让用户实现更佳的技术无感知，让开发者更加聚焦业务。

Serverless 在数据库上的关键技术包括，资源池化与弹性扩展、高可用、高性能、低成本。低成本虽然看似技术无关，但是其本质上要依赖技术上的极致弹性和动态伸缩。而高可用和高性能是数据库的持续追求。只不过今天这些技术，基于云有了新的征途。

智能加持

数据库无感知的进一步进化基础当然是AI，AI4DB & DB4AI，数据库和智能技术不断融合促进，实现数据库的自治智能。

所以在11月的主题报告中，我们选择的课题就是智能：极智穷思，数往知来。

近年来，随着大数据、机器学习算法、新型硬件技术的发展，几乎所有行业对 AI 的需求都在快速增长。DB与AI相结合成为当前热门的研究主题之一。

DB 和 AI 的功能界限变得模糊，用户需要兼具 DB 和 AI 的混合分析功能，AI 原生数据库将是解决这个需求的关键技术;AI 原生数据库一方面扩展 SQL 的算子来支持 AI 算子，实现库内的训练和推理，一方面通过数据库内置 AI 算法来提升数据库的智能优化、智能运维;AI原生数据库在数据模型、数据操作和系统部署层面都带来新的挑战。

湖仓一体

然而知易行难，每一步的技术进步都需要大量的积累和探索。中科软左总在2022年度的“中国软件技术大会“分享了湖仓一体化技术发展趋势的主题。

湖仓一体的本质，仍然是简化。通过一体化，试图将业务上前后系统、主文辅文、结构化半结构化等数据，“实时”结合起来进行运算，从而支持决策。

然而湖仓一体化涉及到大量的开源工具集，需要大量工程实践验证，还远谈不上成熟。

在解决湖仓一体，或者说，交易和分析业务场景时，HTAP 成为一个重要选项，其实从Oracle的 In-Memory 组件，到 Google 的 AlloyDB，都是通过行列混存，试图将事务和分析融于一体。

在这个趋势上，云原生数据库、HTAP混合数据库、数据仓库，在加速走向融合。这事实上扩大了云数据库的边界，云更进一步的吞噬传统数据库的市场。Snowflake 的成功是率先作出的表率，在那之后 MySQL HeatWave、Google AlloyDB 都在这一方向上加速进化。

Gartner 2022年度魔力象限对 Snowflake的评价就是如此：Snowflake Data Cloud解决了分析、数据仓库和数据湖的需求。Snowflake正在投资其Snowpark功能，以提供AI/ML支持，最近增加了Python支持，最近宣布打算也提供事务能力。今年早些时候，Snowflake收购了Streamlit，一个低代码的应用程序开发框架，以及Applica，以扩展对非结构化数据的分析。

新DBA时代

由于各种开源技术的引入，数据的快速爆炸式增长，在新的系统建设中，传统DBA的作用变得更加重要，这个变化是从管理（Administrator）到架构（Architecture）的变化。

只有做好前期的数据架构的选型、规划、建设，才能够实现可持续的企业数据环境。才能够在快速变化的数据库技术中，减少投资浪费，持续高效的支撑业务发展。

这意味着，DBA的工作重心要从传统战术性工作（这些工作基本上可以被自动和智能化应用，自动完成）转变到战略性工作上来。

战术性工作并非不重要，只是靠人的知识长期积累才能掌握的运维和优化能力，需要循环往复不断的培养人才能实现，无法满足快速变化的业务和技术需求，所以别无他法，要么是数据库软件自身通过简化和智能实现，要么是外在的平台工具自动和智能的实现。

在数据库层面，在核酸检测年代暴露出来的并发障碍，其实和20年前我们遇到的数据库问题别无二致，优化手段也毫无差别，然而靠人力去优化解决总是后发。我们最终认识到，要看软件自身，消除人工的介入。在 MogDB 数据库上，通过自治事务提交解决日志写的瓶颈，通过自治的分区特性解决热点表的高竞争问题...从而去降低人工优化的介入和技能要求。

在平台工具层面，传统的 DBA 工作也正在加速被平台和产品所替代，云和恩墨的 zCloud 产品就是在这一方向上构建的私有云 dbPaaS 平台，而公有云上自然有云厂商的管理平台。从云上到云下，从传统DBA到CloudDBA，传统的工作自动化，新的工作全局化。