OceanBase 2.0让百万支付不是梦?

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小蚂蚁说:
你们都很关心的“OB 双 11 大促实战分享”专题来啦!本系列将为你系统性的介绍 OceanBase 支撑蚂蚁双 11 背后的技术原理和实战分享。从平台到架构,再到实现,一起来探索蚂蚁双 11 这场神秘的技术之旅吧!

​背景
伴随着蚂蚁业务的蓬勃发展,特别是每年双 11 大促不断创造新的高峰,交易支付核心链路提出了未来实现百万笔支付 / 秒的能力。为了实现这个宏伟目标,特别是提高数据库层面分布式扩展能力,如原生 sharding/ 分布式事务优化,OceanBase 2.0 分布式数据库应运而生。
百万支付
传统数据库扩容方案,主要是依赖分库分表拆分进行水平扩容,蚂蚁数据库初期也是同样思路,通过 LDC 单元化改造,核心表按用户 UID 维度拆分成百库百表。
但是随着业务发展,特别是 2017 年的双 11 大促,峰值需求已经远远超过单库单机的最大容量。针对这个问题,我们使用弹性架构,即在大促前,新增两套弹性数据库,多套库共同支持大促峰值。弹性架构虽然解决了大促容量需求,但是也存在一些缺陷,业务在数据路由、后期维护及数据配套设施都非常复杂繁琐。有没有更优雅的分布式数据库解决方案,即只使用一个库,就可以支持百万甚至更高的支付峰值,OceanBase 2.0 分区提供了完美的解决方案。
OceanBase 2.0 整体架构
原理分析
OceanBase 2.0 分区方案思路和传统的分库分表拆分一样。我们在交易支付核心库上,在原有百库百表的基础上继续按用户 UID 进行更深层次拆分,每个分表再拆分成多个 partition,应用端只看到一张表,在用户无感知的前提下把数据拆分到无限多的机器上,突破单机性能瓶颈,自动负载均衡,从而实现百万支付的能力。
同时为了极致性能,OceanBase 2.0 提供了 partition group 功能,将业务使用的多张逻辑表(table_1、table_2、… table_n),按共同的 partition 聚合在同一台服务器上面,从而避免了分布式事务带来的额外开销。
OceanBase 2.0 分区方案

关键点:

APP 端请求 SQL,带上包含分区的字段—UID 信息(如 payment_id 列 )。
SQL 如果没有分区信息,则在 OBServer 端并行计算优化。
OBClient 负责分区计算及路由,确保第一跳准确定位到对应分区所在服务器,避免远程执行。
OBServer 端基于生成列 partition_id 进行内部分区,不侵入业务。
OBServer 端约束描述多维度分区,实现分区裁剪功能。

优点:

业务友好:不改变 SQL 语义,应用代码不感知分区信息。
架构通用:约束功能,实现分区裁剪;OBServer 提供兜底访问能力。
高性能低成本:使用低配置服务器,自动负载均衡,资源利用率高。

OceanBase 2.0 性能优化

分布式事务消除:partition group 方式,事务涉及所有表的 partition 按照分区键存储至同一物理机。
两阶段提交协议优化:结合事务与日志,事务 prepare 成功后内存不用持久保存状态,按需从日志中查询;commit 状态持久化转换成后台批量完成。
Commit 异步化:异步化后 Worker 不等待继续执行队列中下一个请求,日志持久化成功后会异步回调。
内存分配器优化:组织了两层映射关系,既要提升性能又要支持大量分区。
存储优化:数据编码技术实现高压缩。

优化结果:
整体性能 OceanBase 2.0 版本较 OceanBase 1.4 版本性能提升 50%,存储空间节省 30%。
总结
2018 天猫双 11 全球狂欢节成交额超过 2135 亿,OceanBase 2.0 成功经受住了考验,全面支撑了支付宝核心链路,平稳抗住 0:00:00 时的峰值压力,夯实三年战略“百万支付”的底盘能力。
OceanBase 2.0 还有很多重要特性,比如分布式全局索引、分布式全局一致性快照、分布式存储过程、索引实时生效、Flashback 闪回功能等,这些新功能将强有力支持企业不同业务场景下的持续创新。
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