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阳振坤:用10年时间打造一个“顶天立地”的产品

编者按:

10月2日,数据库领域最权威的国际机构国际事务处理性能委员会(TPC,Transaction Processing Performance Council)在官网发布了最新的TPC-C基准测试结果。手机投注平台数学科学学院院友阳振坤团队打造的蚂蚁金服金融级分布式关系数据库OceanBase,以两倍于Oracle(甲骨文)的成绩,打破数据库基准性能测试的世界记录,成为全球数据库演进史的重要里程碑。

媒体彩票网投栏目转载“IT168”对阳振坤的专访文章,与读者分享OceanBase成功背后的故事。

“如果大家当时能看见原来十年后OceanBase能长成这样,可能十年前OceanBase得到的支持会好很多。但是这种如果是不存在的,很多时候你要先证明自己。”

根据工信部数据显示,1998年,中国软件企业5000家,市场规模325亿;到了2018年底,中国软件企业3.78万家,收入规模超过6.3万亿元,营收增长了193.8倍。可在最核心的基础设施三大件芯片、操作系统和数据库上,过去我们并未取得商用意义上的重大突破。

不过,相比芯片和操作系统,国内数据库领域的局面要略微乐观一些。除了传统的数据库厂商、数据服务商,互联网巨头、云计算厂商、硬件厂商、新兴的创业公司也越来越多地投入到数据库的研发中。而谈及国产自研数据库,就不得不提OceanBase。OceanBase是完全由阿里巴巴和蚂蚁金服自主研发、全球首个应用于金融核心业务的分布式关系数据库。OceanBase的研发始于2010年6月,因为选择从零开始,研发之路从一开始就磨难重重,中途因为找不到愿意使用的业务,团队曾经濒临解散。

最终OceanBase还是跨越了死亡之谷,在蚂蚁金服实现了全面替代Oracle,成功支撑了过去5年“双11”蚂蚁金服全部核心业务的重压,创造了25.6万笔/秒支付峰值和4200万笔/秒请求数处理峰值这一业内全新的纪录。自2017年开始,OceanBase开始走向外部商用,目前已经在数十家商业银行落地,其中包括南京银行、浙商银行、苏州银行、人保健康险等。OceanBase帮助南京银行共同打造“鑫云+”互金开放平台,实现贷款交易处理能力10倍提升,轻资产模式显著降低成本,从原有的30~50元/账户降低到上线后的4元/账户。日处理百万笔放款,平均处理时间小于1 秒,让老百姓借钱更方便,真正实现了普惠金融。

站在现在这个时间点上顾盼今昔,蚂蚁金服高级研究员、OceanBase创始人阳振坤认为,OceanBase的成功其实有行业和时代的必然性。

这是最坏的时代,也是最好的时代

2009年开始,大量新的非关系型数据库如雨后春笋般涌出,在整个数据库行业掀起了一场空前盛大的NoSQL革命。这时候的关系数据库早已过了而立之年,在此期间虽然曾短暂爆发过一些所谓终结关系数据库的革命,但丝毫没有动摇到关系数据库的主导地位。

但这一次似乎与以往不同,火热发展的云计算带来了对更大规模数据库的需求,而关系数据库的缺点则相应地被越来越多人诟病:不能够扩展、容量小、处理能力不够、成本又非常高。在当时的很多人看来,关系数据库的末日是真的要来了。

那时阳振坤已经做了两年多的自研分布式系统,他十分看好云计算系统的发展机会。同一年,阳振坤加入阿里巴巴,开始了分布式关系数据库OceanBase的研发。

数据库从诞生起已经有几十年的时间了,但基本上它的市场格局就没有多少变化,最早起来的几家厂商今天还是占据着统治地位。因为数据库非常难被替换,它处在整个产品或者产业链最底层的位置,替换风险很大,但收益相比起来却小得多。这也是为什么像IBM、微软这样的后来者也无法取代Oracle。这就导致了数据库变成了一个门槛极高、强者恒强的领域,后来者很难居上。前有Oracle挡道、后有NoSQL数据库追赶,在大部分人看来,那时候怎么也不会是自研关系数据库的好时机,但阳振坤却不这么想。

加入阿里之后,阳振坤发现无论对淘宝还是支付宝,关系数据库都扮演着十分关键的角色,在使用上根本不可能摆脱。但已有的数据库,无论是商业数据库还是开源数据库,都有非常多的局限,远远无法满足如淘宝、支付宝这样的互联网和金融业务对高扩展、高并发、高可用和低成本的需求。单机数据库已经走到了尽头,下一步只能走向分布式,而分布式恰好是阳振坤所擅长的。如果能将分布式技术揉到数据库里面,解决单机数据库存在的各种问题,对当时整个互联网的基础设施都会是一个巨大的帮助和进步。阳振坤认为他们赶上了一个“天时地利人和”的好机会。

“天时”指的是互联网的爆发式增长对数据库的高并发、大数据量提出了很大的需求,有了需求去推动就会容易得多;“地利”指的是阿里内部从淘宝到蚂蚁金服拥有大量需要使用数据库的场景,OceanBase可以从不是特别重要的应用场景开始尝试,一步步地将数据库做成关键系统;“人和”指的是当时单机数据库已经走到了尽头,下一步一定是走向分布式,而当时团队成员大多是研究分布式出身,做的就是自己最擅长的工作。用阳振坤的原话就是:“这是千载难逢的机会,我们一定要做,而且一定能做成。”

一个不断“破格”的人

“一个不断破格的人”,这是早前某次采访中记者对阳振坤的评价。1984年阳振坤考入手机投注平台数学系,硕士师从本系的张恭庆院士,后又转向计算机领域,博士师从计算机系的王选院士。需要强调的是,他修完大学课程只用了3年,硕士只用了一年多,成为王选院士博士生的时候他只有24岁。1995年其所在团队研究成果获国家科技进步一等奖(排名第四),1997年也就是他32岁那年被破格晋升为教授。

在他人或许都安于现状之时,他却毅然选择了离校。个中原因也不复杂,他的工作更偏于工程,而在工业界有更多的机会,也能发挥更大的作用。2002年离开彩票网投/方正的时候,阳振坤内心很清楚自己必须要做点不一样的事情。他先是加入联想研究院担任首席研究员,负责无线通信领域的研究;后来接触到分布式系统并看好其前景,在微软亚洲研究院、百度所从事的工作都属于分布式这个范畴,前者侧重研究,后者偏重工程实践。

回想在彩票网投的那些年,阳振坤觉得特别感激的是,学数学让他有了一个很好的数学基础,后来转到计算机系以后,碰到了王选老师,又打下了一个比较牢靠的计算机基础,这才有了他后来的今天。作为对阳振坤影响最大的人,恩师王选有两点让他至今受益:一是如何判断一件事情是否有价值,二是“顶天立地”的技术理念,“顶天”就是技术上要不断追求新突破,“立地”就是要把技术做成通用产品,让整个社会都能普遍使用。

其实2010年去淘宝的时候,阳振坤根本不知道自己会做什么事情。加入淘宝之后,摆在他面前的有两个选择,一个是加入正在快速发展的淘宝业务团队,去主管技术,这是一条已经能看到很大的发展机会、相对轻松的道路;另一条是阳振坤后来自己选的,从头组建团队做一个技术平台,也就是今天我们看到的OceanBase数据库。从加入淘宝到选择做自研数据库,一共只花了两个星期的时间。

这不是一个容易的选择,但阳振坤相信自己的判断:“2010年选这个项目的时候,我是觉得这件事情需要做。当时互联网迅速发展带来了对大数据量、高并发的需求,大家对传统单机数据库有很大的抱怨,觉得它既没有扩展能力,又没有高并发的能力,成本还非常高,但是互联网根本就离不开关系数据库。这件事情怎么看都是一件应该要做、需要做的事情。”阳振坤没有说出来的是,这件事到底有多难。

那时候阿里巴巴刚开始要“去IOE”,几乎没人想着说要自己从头做一个数据库。传统关系数据库都是通过外部硬件来保证可用性,用便宜的PC机替换高端服务器之后,硬件更容易出故障了,如何保证数据库高可用?高可用和数据一致性如何同时保证?分布式系统怎么同时实现CAP的要求?几十年来这么多做数据库的厂商,国内国外基本没有人成功过。而且从公司的业务发展的角度,也不可能等你几年把数据库做出来,再去发展业务,更可行的做法是基于开源做出一些东西,让业务先往前走。因此OceanBase立项之初,除了阳振坤和他当时的直属领导,其他人对这个项目要么不关心,要么不赞成。从零开始自研分布式关系数据库并全面替换Oracle,在当时有多少人会相信这真的能做成呢?当时整个淘宝一共只有两三千人,而Oracle有十几万人,就算整个淘宝的人全部去做数据库,跟Oracle比起来也只是很小很小的一个比例。

在阳振坤看来,如果一件事情几乎所有的人都认为它很重要、需要做,这件事情就已经不是创新了。当所有人都认为这件事情要做的时候,其实做这件事情的时机已经过去了一大半。作为最底层的基础软件设施,数据库需要很长时间的积累,不可能今年做,明年就能真正大规模地用起来。 虽然在2010年选择做数据库的时候,没有太多人看重和支持,对于团队来说这可能反而是一件好事。无人关注,反倒给了团队几年积累发展的时间。

阳振坤不只要自研,还要把OceanBase定位成恩师王选所说的“顶天立地”的技术产品——走标准化的路,做一个通用的关系数据库产品,而不是一个仅仅在公司内部使用的产品。每个公司使用任何产品其实都只用了其中很小的一部分功能,如果只做满足公司自用需求的数据库,可能只需要投入十分之一、五分之一的人力物力时间。而要做成通用产品就意味着必须实现所有功能,这要困难得多,团队的投入、花费的精力和时间也要大好多倍。但也因为阳振坤最初的坚持,今天的OceanBase才得以走出蚂蚁金服,走进众多银行系统。不过这都是后话了。

做数据库就像在黑暗中前行,守得住寂寞、担得了压力,甚至要有近乎偏执的性格才可能跨越死亡之谷,到达最终目的地。阳振坤团队中一位新人曾经向他表达过自己的困惑,当时这位新人入职三个月了,因为有太多东西要学,什么也没做出来,而跟他同时入职天猫的新员工才来了一个月,做的系统就已经在线上使用了。阳振坤当时给新人讲了一个故事,他说:“你过三年再看,没有人还记得那个同学三年前在天猫上把网页做了什么改版,可是三年以后你今天做的东西还会在生产系统中使用。”

十年蛰伏,一飞冲天

OceanBase的第一个客户来自淘宝收藏夹。当时的淘宝收藏夹正处于业务高速发展期,数据库的访问量飞快增长,面临着第二年服务器数量需要翻一倍甚至几倍的局面。业务方忙于寻找解决方案的时候,阳振坤主动找上门去提出了可以用OceanBase帮他们解决问题,把服务器数量降低一个数量级。四个月出Demo,八个月出试用版,一年后系统正式上线,淘宝收藏夹就这样成了第一个吃OceanBase螃蟹的业务,新数据库取得了非常好的效果。这时候是2011年,收藏夹项目成为了OceanBase第一个小小的里程碑。

但在后续一年多的时间里,OceanBase团队一直在寻找更多业务,也确实有一些业务用了,却再也没有找到像淘宝收藏夹效果这么显著的业务。做数据库难度大、周期长,前几年的投入也许有那么一点点产出,但其实跟投入比几乎微不足道,团队面临的压力可想而知。数据库少不了人力投入,OceanBase团队从最早只有阳振坤一个人,后来发展到2012年已经有30多个人了。占了这么多人头,但在公司里却没有足够多、足够重要的业务,没能产生足够大的价值和效益。团队陷入了一个比较困难的时期,甚至数度濒临解散。

当被问及“中间有没有想过这事如果没做成,怎么办?”,阳振坤回答得云淡风轻:“不是每件事都能做成,那太难了。如果每件事在做之前都想着它能不能做成,那最后做成的事就会很少。”

在最困难也最危险的时候,团队迎来了一丝转机。2012年底,公司把OceanBase整个团队调到了支付宝。支付宝属于金融领域,面临的数据库挑战会比其他业务更大,这相当于给了OceanBase团队一次从头开始的机会。

2013年夏天,支付宝也开始启动“去IOE”,并希望能够把Oracle数据库替换掉。阳振坤又一次主动出击,向当时的主管、也是现在蚂蚁金服的CTO程立自荐了OceanBase的解决方案。

金融行业数据库,最怕的就是突发故障导致数据丢失,涉及到钱的事,多了少了都是不可接受的。为了解决高可用与主备库数据一致的矛盾,OceanBase将可用性做到了数据库系统内部,用一主两备或一主多备代替一主一备。主库到备库同步的时候不要求同步到每个备库,而是同步到包括主库在内的多数库(超过半数),也就是说总共三个库中如果有两个成功了,这个事务就成功了。如果任何一台机器出了问题,这个系统的可用性和数据一致性都是可以保证的。

程立认可了阳振坤提出的方案,OceanBase团队开始埋头开发,第一个要攻克的目标是支付宝交易库。2014年双11,OceanBase迎来了第一次大考。

大促开始前的凌晨,各个团队都在自己的作战室里热火朝天地准备。当时任蚂蚁金服董事长的彭蕾去了OceanBase团队的作战室,问大家:“有没有信心?”阳振坤跟彭蕾开了个玩笑说:“你看我们窗子都已经打开了,如果等会出问题,我们就准备从这跳下去。”

在一开始的计划里,双11交易流量的1%会切给OceanBase,但因为当时的Oracle数据库系统支撑不了汹涌而来的巨大流量,最后OceanBase成功支撑了2014年双11中10%的交易流量。经过了双11的考验之后,OceanBase得到了更多的认可和支持。后来OceanBase团队获得了2015年蚂蚁金服的CEO大奖,这也是第一次由技术团队拿到这个奖。彭蕾希望借这个奖鼓励那些能够沉下心来、扎扎实实地把一项技术做好做扎实的技术人们。

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OceanBase团队获得2015年蚂蚁金服CEO大奖

2015年春夏,支付宝交易库和支付库都换成了OceanBase;2016年,支付宝账务系统上线,这也标记着OceanBase真正在金融系统最核心最关键的领域站住了脚。

从2017年开始,OceanBase开始走出支付宝、走出蚂蚁金服,在商业银行推广使用,最早的两家客户是浙商银行和南京银行。仅仅用了两年多的时间,OceanBase已经在人保健康险、常熟农商行、苏州银行、广东农信等数十家商业银行和保险机构上线。

2017年10月,南京银行“鑫云+”互金开放平台正式发布,这是阿里云、蚂蚁金服合作整体输出的第一次尝试,通过“鑫云”+平台的建设,南京银行互金核心系统在交易处理能力、成本控制和对接效率都得到了极大的提升。

南京银行传统的线下消费金融业务开展10年,余额100亿,而与互联网平台合作开展线上业务仅一年时间业务量已达到100亿。南京银行“鑫云+”平台上线后,业务快速增长,贷款交易处理能力全面升级,从原有的10万笔/天到上线后实现100万笔/天,对普惠金融起到了更有利的支撑。轻资产模式使得单账户管理成本约为传统IOE架构的1/5至1/10,从原有的30~50元/账户降到了上线后的4元/账户。“鑫云+”平台的维护人员较传统银行业务系统约为1/5左右。以往合作时银行需要分别与各个互联网平台进行对接,自项目上线后,只需对接鑫云+一家平台即可实现多家互联网平台的对接,大大减少了重复建设,提高对接效率,同时也降低了中小银行以及互联网平台的对接成本。

从濒临解散到浴火重生,OceanBase已经走了快十年,但在自研关系数据库这条漫漫长路上,OceanBase才仅仅走出了一小步。在阳振坤看来,OceanBase现在“开了很大的一朵花,但是结了很小的一个果”,虽然它已经向所有人证明了通用的分布式关系数据库是能够做成的,而且能真正应用在生产系统中,但今天OceanBase的应用还很有限,远远没有充分发挥它的价值。

阳振坤告诉我们,OceanBase当初没有选择基于开源或已有的技术思路开发,而是选择走分布式自研这条路,虽然走得艰难,但做成之后就会成为不可替代的优势。过去这十来年正好是分布式系统发展的十来年,转型到分布式已经成为所有人都认可的一个选择。如今,以蚂蚁金服的OceanBase为代表的分布式关系数据库,不仅解决了关系数据库的扩展性问题,也极大地降低了关系数据库的成本,还提升了可用性。

现在,兼容Oracle的工作是OceanBase的重中之重。OceanBase团队的目标是,用两年时间做到Oracle业务的平滑迁移,不需要修改一行代码、不需要业务做任何调整就能够将数据库迁移过来。

在阳振坤看来,能够把最早的一些想法一些创新变成产品,真的是非常艰难甚至说过程中充满痛苦的一条道路。但是OceanBase做的所有事情其实还是从业务、从客户中出发,只有技术真的能够落到生产中去,落到用户中去才是真正有价值的,否则做得再好也只是一个空中楼阁。

相信未来,OceanBase还会走得更快、更远。


原文链接:蚂蚁金服阳振坤:用10年时间打造一个“顶天立地”的产品

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