10 月 24 日对于程序员是个很特别的日子，对拓数派（Openpie）所有的员工来说也是令人激动人心的一天。在这一天，拓数派发布了云原生数据库 PieCloudDB 社区版与商业版。  PieCloudDB 历经 1 年多的研发，对数据库内核几乎所有的模块都进行了大量的代码改动，以云计算架构为设计基础，全面摆脱 PC 架构束缚，实现存算分离，做到了” 真正” 的弹性。此外还搭建了生态工具以及云原生平台，研发工程量巨大。本文整理自拓数派 CTO 郭罡在拓数派 2022 发布会的演讲，将为大家着重介绍 PieCloudDB 的产品总览。

传统分布式 MPP 架构的痛点

MPP（Massive Parallel Processing，大规模并行处理），一直被誉为当今数据库的主流架构，被广泛用于众多数据库产品中，包括 Greenplum、Teradata、Vertica 等。 MPP 数据库集群有可扩展性、高可用性、高性能等众多优势。MPP 数据库的诞生解决了单个 SQL 数据库无法存放海量数据，很难在一台物理机器上完成分析需求的难题。但传统 MPP 数据架构也存在一些痛点：

  • 缺乏弹性

传统 MPP 数据库的计算与存储是紧密耦合的。用户在负载高峰时，常常需要快速运行一个分析结果，此时往往需要更多的计算资源，而传统 MPP 数据库的架构无法通过扩容（或者扩容成本高昂）来实现，缺乏弹性。

  • 木桶效应

传统 MPP 数据库架构存在” 木桶效应”。数据库整体执行速度取决于最” 短板” 单机（Straggler）的性能，此外单机故障会” 拖垮” 整个数据库的性能，导致查询速度变慢。典型的案例就是，一个集群在运行一段时间后需要扩容时，新的扩容节点更快，但是由于木桶效应，新的机器资源并没有全部用上。

  • 成本高昂

数据库用户一般都会采用固定的集群数来满足弹性的业务需求，因此大多数情况下集群都会选择” 超配”，以满足可能出现的业务” 峰值”。我们经常发现客户的集群的资源利用率很低。这些集群也会给用户带来高昂的成本。

  • 数据孤岛

随着业务的发展，数据量的增加，和信息化建设的需求，企业会为不同部门建设相应的业务信息化系统。MPP 集群是彼此独立的，不管是元数据还是用户的数据都是孤立隔离开的。很多传统 MPP 数据库会采用联邦查询的方式来访问彼此隔离的数据。但联邦查询常常会存在性能问题，跨集群的写入也不友好。数据联邦并不是一个好的解决方案。

  • 运维成本

由于传统 MPP 数据库架构存储和计算的紧密耦合，往往需要企业花费巨大的运维和时间成本。繁琐的操作也会引入一些额外的运维成本，包括系统运维、数据库运维等。

PieCloudDB 团队 打造的 eMPP 架构能够完美解决这些问题。eMPP 的含义是 elastic MPP（ elastic Massive Parallel Processing，弹性大规模并行计算），指弹性的计算资源资源，可以支持计算横向和纵向的极速伸缩。eMPP 架构使PieCloudDB用户数据和元数据共享，并具有 MPP 的所有优势，包括分布式计算，海量数据并行处理等。

上云≠云原生

讨论云原生之前，先来了解一下” 云”。云平台能为数据库提供两大优势：云上的分布式存储和云上的虚拟化技术。

云上的存储容量理论上是无限的。借助云上的分布式存储，用户无需考虑因存储容量而需要的扩容和缩容操作。借助云上的虚拟化技术以及基于这种技术的 IaaS 产品，PieCloudDB 做到了解耦计算，从而实现了资源的池化，使得用户能够按需使用存储或者计算资源。

如今，随着云计算技术的发展，基础软件，尤其是数据库产品，不管是国内或是国外，上云已经是大势所趋。数据库上云后，用户可以专注于使用，将运维工作交给云厂商。

上云并不等于云原生。“云原生” 是由 PaaS 云第一股 Pivotal 公司提出的概念。一款云原生数据库需要满足三个条件：存算分离弹性计算、多租户和智能化云原生平台。产品需要能够支持存储资源和计算资源的分离，能够快速的进行资源弹性伸缩，每个租户可以根据需求弹性扩展计算和存储资源。此外，云原生数据库需要提供给用户一个智能化的云原生平台，让用户能用云原生的方式来使用产品。PieCloudDB 作为一款云原生数据库满足了上述的所有优势。

什么是 PieCloudDB？

PieCloudDB 是一款 eMPP 云原生分布式数据库，具备了 MPP 所有的优势，还具备了传统 MPP 数据库所没有的真正的” 弹性”。弹性是云原生的一个基本属性，但我们的目标不限于此，我们希望将 PieCloudDB 打造成一个为用户带来优质体验的实时大数据平台。

PieCloudDB 突破了 PC 时代计算平台的限制，重新打造云上的数据库内核，对几乎所有的内核模块做了大量创新。PieCloudDB 内核团队具有强大的数据库内核代码构建能力和经验，突破式创新了 eMPP（elastic Massive Parallel Processing）分布式技术。

PieCloudDB 的架构图非常的简洁优雅。中间的虚拟数仓是弹性计算层。元数据和用户的数据是可以共享的。

PieCloudDB 核心团队在基础软件领域工作十余年，有着丰富的企业级客户经验。面对纷繁复杂的数据库市场，PieCloudDB 团队一直在思考什么才是一款好的数据库产品。PieCloudDB 团队总结多年的经验，总结出一款好的基础软件，特别是数据库产品需要包括四个特性，这也是 PieCloudDB 在产品设计过程中所遵循的原则。

  • 安全可靠

第一个特性可以被拆解为两个方面：安全和可靠。“安全” 包括数据存储和访问安全。在数据存储方面，PieCloudDB 采用一系列的数据安全加密技术，来确保用户数据的安全性。而访问安全方面，PieCloudDB 在权限控制和网络安全上也为用户提供了众多特性。此外，研发团队在 PieCloudDB 的代码实现上，也非常注意安全编程，尽量避免漏洞。

“可靠” 是指产品的稳定。一款优秀的数据库产品需要为上层应用提供稳定的服务，即使出现故障，也需要做到用户无感知，不会影响用户的日常业务，更不会出现数据损坏或丢失之类严重的场景。

  • 使用简单

第二个特性是使用简单。这一特性是从用户的角度来设计产品，避免让用户用” 极客” 的思维来使用产品，做到开箱即用简单上手。作为一款云原生产品，我们的操作平台也是云原生的，用可视化的界面来帮助用户更便捷的使用 PieCloudDB。

  • 功能齐全

PieCloudDB 需要能够提供丰富的功能。大数据的底层趋势是使用 SQL，PieCloudDB 完全支持 ACID 事务，高度兼容 SQL：2016 标准，完全支持 SQL：1992 标准、大部分的 SQL：1999 和部分 SQL：2003 标准（主要支持其中的 OLAP 特性），支持包括窗函数、聚集、数据立方体等重要功能。此外还具有友好的用户接口，包括 ODBC、JDBC、Websql 等。PieCloudDB 将对相关生态组件和工具支持齐全，目前 PieCloudDB 完美兼容 PostgreSQL 生态，很多 PostgreSQL 生态应用能够轻松接入 PieCloudDB 系统。

  • 性能极致

PieCloudDB 为了用户的使用体验，已经进行了大量的性能优化。有些优化可以提供数量级别的性能提升。在后面的版本中，PieCloudDB 将在未来的版本中不断迭代，为用户带来更极致的性能。

在 PieCloudDB 社区版与商业版发布后，我们将持续迭代，不断创新，为用户带来更多的价值。

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