PingCAP黄东旭:Serverless是数据库的未来形态

科技云报道原创。

30年前,程序员要想写代码,必须使用复杂的汇编语言。

但在今天,几乎没有程序员知道如何使用汇编语言,更加简易的高级语言如C++,C#,JAVA,Rust,Go已成为开发主流。

随着科技浪潮的更迭,每一代开发者使用技术的方式都与过去完全不同。

正如开发语言的变革,作为IT系统核心基石的数据库技术也在持续演进,从复杂走向简单。

在近日的PingCAP DevCon 2022大会上,PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭表示,未来的开发者可能不知道数据库技术是什么,他们也不需要关心数据库技术是什么,因为Serverless正在降低数据库技术的复杂度,让技术变得无感化。

事实上,近年来Serverless概念的热度相当高,Gartner、Forrester等知名咨询机构对Serverless投来关注的目光,AWS、阿里云、腾讯云等云计算大厂也在不断布局Serverless相关产品。可以说与Serverless的结合,再次为数据库的发展添了把火。

那么,Serverless数据库到底是什么,有何价值?更进一步,Serverless会成为数据库的未来形态吗?

数据库走向Serverless

想要理解Serverless数据库,就要先了解数据库的发展历程。

在早期,用户普遍是自建数据库。作为最传统的数据库应用方式,用户在自己的机房中部署,不仅需要考虑物理部署和运维的方方面面,传统数据库的灵活性和可扩展性也很低,且价格昂贵、维护成本很高。

随着云计算的普及,数据库上云成为应用主流。数据库在云上以PaaS服务的形态、以租用服务的方式提供,用户不用再关心机房的物理部署。

由于这个阶段的云数据库只是简单地把数据库从本地迁移到云端,在架构上并没有做太多改变,因此数据库的弹性依然受限。

为了解决这一问题,云原生数据库出现了。

由于云原生数据库完全为云设计,让计算、存储资源完全解耦,使用分布式云存储替代本地存储,将计算层变成无状态,从而能够充分发挥云的优势,具备弹性可扩展的特性,让用户不需要担心日常业务扩容问题。

但云原生数据库也有自己的瓶颈,即不能按需自动缩放,也不能按更小粒度实现按使用量付费。当用户遇到数据库扩容的突发需求时,就只能根据业务实际使用情况手动调整数据库容量大小。

尽管这种方式的确可行,但却会耗费大量的时间和成本。即使是数据库方面的专家,面对波动剧烈的应用,在兼顾性能及成本的情况下,要手动管理数据库容量也并不是一件容易的事情。

在此背景下,Serverless数据库出现了。

由于具备完全自动化的扩容能力,Serverless数据库能够随着用户业务的请求数的增加和减少,智能化的“膨胀”和“缩小”,实现资源的自动“吞吐”。当流量洪峰来临时,可以自动调配资源支持;流量进入低谷时,则可以自动释放掉资源,节约成本。

这种能力正是Serverless理念的体现,将数据库底层和业务不相关的部分抽象出来,为开发者提供直接的运行环境,让开发者不需要关心服务器基础设施,就可以直接调用函数平台完成函数运行。

服务器的逻辑和状态也是由服务提供方管理,服务只有在需要的时候才会自动伸缩,从而让数据库获得了极致的弹性,且开发者不用再为复杂的底层基础设施所困扰。

Serverless数据库的价值

Serverless概念的火爆,让Serverless数据库获得了越来越多的关注。

其实从开发者的角度不难理解,为什么Serverless数据库一出现就受到了广泛的追捧。

一项名为“在你的组织内部到底是谁在选择Database ”的调查显示,架构师、开发者、DBA三者作为数据库软件真正的用户,日常工作时间中有41%的时间都在做基础设施维护,如买服务器、部署服务器、运维等等,只有39%的时间在做业务创新。

随着数据架构越来越复杂,数据库越来越多,每一种数据库都有一套自己的技术,开发者要学习的东西也越来越多。要解决这种复杂性,释放开发者的生产力,让他们有更多的精力关注业务创新,Serverless带来的抽象就必不可少。

在PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭看来,抽象程度越高,开发效率越高。

从传统数据库上云到云原生数据库,已经一步步将云基础设施能力以及数据库内核层面能力抽象化,让数据库得以支撑高效的应用开发迭代。如今,Serverless在云原生基础上进一步抽象,可以让开发效率再次提升。

PingCAP联合创始人兼CTO 黄东旭

因此,黄东旭认为,Serverless是云原生走向成熟之后演变出的开发模式,Serverless数据库是云原生数据库发展的必然结果

“对于所有创新的数据库公司来说,如果前两年的门票是云原生,那么今年的门票就变成了Serverless”,黄东旭表示。

在高度的抽象下,Serverless数据库带来的价值显而易见:

第一,创建便捷。Serverless数据库的创建,用户不需要关心任何部署细节,几十秒内即可一键创建,召之即来,挥之即去。

第二,自动缩放。用户不需要考虑基础设施,Serverless数据库可以根据业务负载变化自动匹配。当业务吞吐达到一定程度,不用再停下来加服务器,系统会自动进行扩展;当业务峰值下降,系统能自动缩回,甚至缩到0。

第三,节约成本。Serverless数据库能够提供更细粒度的计费,按照实际使用付费,不使用则不计费。

第四,和应用开发体验深度整合。在过去数据库只关心性能、稳定性等各种指标,很少从开发者使用的角度来设计。

Serverless的出现,让数据库开始真正从用户角度出发,融入到现代的开发应用过程中,帮助用户更快、更流畅的构建应用。

以PingCAP发布的TiDB Cloud Serverless Tier为例,作为一款在线的、全自动的HTAP Serverless数据库服务,开发者只需点击几下,就可以部署和配置一个具备完整功能的Serverless TiDB 数据库,能够满足用户自动扩缩容的实时需求,而无需管理服务器基础设施。

同时,开发者也无需为TiDB Cloud Serverless Tier预付费用,可以按照实际提交的SQL请求和实际使用的存储来付费,是一种性价比很高的数据库使用模式。

在实际应用中,TiDB Cloud Serverless Tier也证明了自己的价值。之前在云上启动一个新的TiDB集群需要15分钟,如果用户自己部署时间可能更长,而现在启动TiDB Cloud Serverless Tier只要20秒。同时,TiDB Cloud Serverless Tier还降低了TiDB在云上的成本,仅最小集群就将成本降到了1/5。

“想象一下,如果启动时间缩短到三五秒钟,而且你不用关心它(TiDB Cloud Serverless Tier)的扩展性,即使业务流量变得巨大无比,它也能够很好地扩容上去,没有流量的时候,它还能自动缩回来,这会极大地改变开发应用的使用流程和体验”,黄东旭表示。

Serverless数据库走向千行百业

作为一种前沿技术,Serverless并非只是科技企业或大企业的专属,更是中小企业的福利,Serverless数据库可以广泛应用在电商、快消、金融、电信等各行业的业务场景中。

据PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭观察,在TiDB Cloud Serverless Tier推出一个月以来,用户除了大型企业,大部分为中小型的腰部用户,他们自己就可以快速开通使用服务。

有趣的是,这群用户并不是以往数据库的核心用户如:架构师、DBA等,他们并不那么懂数据库技术,却能很快把Serverless数据库用起来。

这恰好是Serverless技术最好的价值体现——使用简单、价格便宜,这样数据库永远是用户的追求。

PingCAP作为一家在全球拥有3000多家企业用户且运营着自己开源社区的数据库创新厂商,始终将“满足用户需求”放在第一位,如今快速推出Serverless数据库,也正是对用户需求的敏锐洞察和响应。

事实上,Serverless技术仍处于早期阶段,能够打造Serverless数据库的厂商并不多,基本上集中在公有云厂商中,以Serverless数据库匹配自身的云基础服务业务。PingCAP作为独立第三方数据库厂商,之所以能够率先推出Serverless数据库,究其原因主要有两点:

第一,技术领先,持续创新。

持续创新是PingCAP长久以来一直坚持的原则,也是PingCAP保持竞争力的秘诀之一。

PingCAP创始人兼CEO刘奇曾谈到PingCAP对于创新的理解:“TiDB在整个架构的演进过程也是逐步的分阶段的,最早的TiDB叫NewSQL,跟随着PingCAP的步伐,行业中涌现出一大批数据库都叫NewSQL;2017年PingCAP提出了HTAP架构,后来的数据库也都提到了HTAP。”

凭借领先的HTAP技术能力,PingCAP入选《Forrester Wave: Translytical Data Platform, Q4 2022》报告,并进入“Strong Performers”象限,成为中国唯一入围的数据库厂商。

TiDB作为一款基于HTAP架构的云原生分布式数据库,本身就是一个存储、计算分离的架构,拥有云的优势,可以实现灵活的资源伸缩、弹性缩容、业务连续性保障,支持用户在云上的数据库中同时运行关键业务交易和实时分析任务,而这种领先的技术架构也为演进到Serverless数据库打下了坚实基础。

在原有的云原生特性上,TiDB充分利用云上基础设施,在架构层面进行云原生的升级改造。

一方面引入云厂商的共享存储,在TiKV层实现从Shared nothing架构向Shared everything 架构的升级。

另一方面,为了降低数据库系统的复杂度,数据库的微服务化改造,让任何可分离的组件都可以服务化(API调用),从而打造出了Serverless数据库。

不难发现,PingCAP追求的是一种刻在骨子里的“简单”,在解决所有用户面对数据库的困难问题时,将复杂的留给自己,将简单赋予客户。

第二,围绕开源,拥抱用户。

从成立之初,PingCAP就以开源作为核心战略,开源是 PingCAP的基因。

基于开源社区强大的“生命力”,PingCAP拥有分布在全球45个国家和地区的1895位开发者。其中,PingCAP 以外的贡献者占比超过 75%,其中近20%为企业决策者。

正因为紧密围绕开源社区,PingCAP能够很好的倾听开发者,及时获取极致的用户场景,想用户所想,做用户所需。

通过全球范围的社区技术协作,PingCAP能够快速迭代TiDB产品和生态,将产品价值真正交付给客户使用。

数据库的终极方向是技术无感化

作为未来十年云计算的重要趋势之一,Serverless已经展示出不俗的潜力,Serverless数据库正在成为大势所趋。

正如中国信通院云大所副所长魏凯所说,在全球经济下行的今天,企业需要以更低的成本、更高的效率来管理日益增长的数据资产,如何更好的使用云上基础设施服务、更精细化的管理云上数据库,Serverless正是未来的方向。

但Serverless是数据库的最终形态吗?Serverless数据库的下一步又将走向何方?

在PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭看来,Serverless数据库的未来方向,是提供流畅的开发体验,提升每一个应用开发者的幸福指数。“数据库本来就应该是很简单的东西,开发者不需要去了解数据库底层到底是怎么实现,怎么才能够用好,而是可以花更多的时间去关注业务创新,关注那些真正重要的事情”。

更进一步,黄东旭认为,技术无感化将是数据库乃整个基础设施软件的终极目标。“在未来,开发者所关心的应该只有数据操作的API,这一层才是离业务更近的东西。另一方面,当 Serverless在云上被提供后,数据共享、交换就变成了一个很自然或者很简单的事情,那时候可能会出现一个叫做‘Data market’的新商业模式”。

结语

伴随技术演进和产业发展的螺旋式上升,Serverless正在登上历史舞台,主导下一个十年云的发展。从全球来看,今天的数据库如果还没有走上Serverless的路线,那么在未来几年将会彻底失去领先性。

Serverless作为数据库的未来形态,最终将带来极致的简单和价值。这个过程既需要用户心智的建立,也需要如PingCAP这类领先服务商持续完善产品能力。

正如黄东旭所说,“技术无感化是我们终极的前进方向,也是作为一个基础软件提供商的担当”。

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2022-12-08
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