关于数据库:PolarDBX迎来开源后首个重大版本升级21版本新增5大特色功能

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2022 年 5 月 25 日，阿里云开源 PolarDB-X 降级公布新版本！PolarDB-X 从 2009 年开始服务于阿里巴巴电商外围零碎，2015 年开始对外提供商业化服务，并于 2021 年 10 月正式开源。本次公布是开源后首个重大版本升级，重磅推出在稳定性、生态交融以及易用性上有了长足进步的 2.1 版本，该版本在内核能力上首次对齐商业版，新增 X-Paxos、主动分区、OSS 冷热数据拆散等诸多重要个性，并在 MySQL 生态交融、K8S 生态交融方向继续迭代。

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PolarDB-X 是一款面向超高并发、海量存储、简单查问场景设计的云原生分布式数据库系统。其采纳 Shared-nothing 与存储计算拆散架构，反对程度扩大、分布式事务、混合负载等能力，具备企业级、云原生、高可用、高度兼容 MySQL 零碎及生态等特点。PolarDB-X 最后为解决阿里巴巴天猫“双十一”外围交易系统数据库扩展性瓶颈而生，之后随同阿里云一路成长，是一款通过多种外围业务场景验证的、成熟稳固的数据库系统。

新增性能：

本次开源蕴含 5 大外围个性，全面晋升 PolarDB-X 稳定性和生态兼容性。

01. 高可用的开源能力补齐

分布式一致性算法（Consensus Algorithm）是一个分布式计算畛域的基础性问题，其最根本的性能是为了在多个过程之间对某个（某些）值达成统一（强统一），进而解决分布式系统的可用性能问（高可用），近几年 NewSQL 和云原生数据库的一直衰亡，极大的推动了关系数据库和一致性协定的联合，常见的技术有 Paxos 和 Raft。

2022 年 4 月 1 号，PolarDB-X 正式开源 X -Paxos，基于原生 MySQL 存储节点，提供 Paxos 三正本共识协定，能够做到金融级数据库的高可用和容灾能力，做到 RPO= 0 的生产级别可用性，能够满足同城三机房、两地三核心等容灾架构。

Paxos 协定对于面向云的架构是十分必要的，云的实质是虚拟化和资源池化，节点的变动和弹性是一个惯例操作，咱们须要解决面向用户通明运维的能力，任何状况下数据都不能丢、不能错。

02. 分布式程度扩大能力降级

PolarDB-X 作为一款基于 MySQL 原生分布式，除了提供基于 Paxos RPO= 0 的金融级容灾能力外，最重要的个性就是分布式的程度扩大，在 PolarDB-X 2.1.0 版本正式推出新版数据分区表，提供 Auto 分区模式。

Auto 模式的数据库反对主动分区，即创立表时无需指定分区键，数据即可主动在集群内均匀分布；同时也反对应用规范的 MySQL 分区表语法，对表进行手动分区。联合新版分区表能力，新增反对热点决裂、TTL(Time To Live)分区、Locality 亲和性调度等能力，能够让您便捷地享受到分布式数据库的通明式散布、弹性伸缩和分区治理等诸多红利。

具体细节可参考文档：AUTO 模式数据库。

基于新版分区表，可扩大提供分布式热力剖析能力，样例效果图

03. MySQL 生态适配减速

PolarDB-X 架构中有一个非凡的 CDC(Change Data Capture)组件，其次要用于提供分布式的增量日志获取，作为 MySQL 原生分布式，对应分布式 CDC 在设计上也抉择全面兼容 MySQL Binlog，在 PolarDB-X 2.1.0 版本咱们又进一步欠缺了与 MySQL 现有 CDC 生态的适配和兼容。

首先，PolarDB-X CDC 的 binlog 服务，与 canal、maxwell、debezium、Flink CDC 等开源 MySQL binlog 解析组件实现适配认证。其次，PolarDB-X CDC 新增 replica 服务，全面兼容 MySQL Replication 相干协定，通过 MySQL 的 start slave 指令，能够将 PolarDB- X 作为开源 MySQL 的备库实时同步数据。

轻量化部署功能完善

PolarDB-X Operator 是一个基于 Kubernetes 的 PolarDB-X 集群管控零碎，心愿能在原生 Kubernetes 上提供残缺的生命周期治理能力，满足用户的轻量化部署。在 PolarDB-X 2.1.0 版本咱们进一步欠缺了局部运维能力，比方提供 Prometheus + Grafana 的监控零碎、欠缺分布式节点升降配、扩缩容、版本升级等能力。

OSS 冷热数据拆散

TTL（time-to-live）

如何将冷数据从 InnoDB 行存中剥离进去？这是一个令很多开发者头疼的问题。如果应用 delete from 语句 + where 条件的模式来删除冷数据，很可能会因为扫描行数太多、数据太过扩散，而造成锁表，影响整个数据库实例的拜访；如果提前依照工夫进行分区，再一一将旧工夫分区 drop 掉，则许多不适宜依照工夫分区的表将会大刀阔斧。

针对用户反馈的这一理论问题，PolarDB-X 引入了 TTL(time-to-live)这一新个性来帮忙用户实现冷热数据剥离。用户无需手动保护，而是通过提前指定起始工夫、分区大小和过期工夫等信息，来实现数据的主动过期。咱们在更底部的存储层将每张物理表做进一步的通明分区，数据依照最近的更新工夫被集中到一起。

例如对于订单表 t_orders，用户依照订单 id 进行哈希分区。引入了 TTL 之后，每个分区被进一步通明划分。旧工夫分区（图中的 2022-01 分区）的过期，如同撕掉便当贴一样，在不锁表、不手动分区的状况下实现冷热数据的剥离。

对于 TTL 的具体应用，能够参考官网文档：什么是 TTL 性能

高性能查问

当冷数据从主库中剥离进去，归档至 OSS 存储服务后，咱们就失去了一张以 OSS 为存储载体的归档表。它齐全兼容 MySQL 数据类型和各种查问形式，在低成本、高可用的前提下，能带来与主表统一的应用体验。为了满足不同用户对历史数据的查问须要，咱们在设计上兼顾了点查和简单剖析型查问。对此咱们进行了相应的测评。因为 PolarDB-X on OSS 应用列存，在报表查问中有人造的劣势，因而相比于 PolarDB-X on MySQL 行存模式，TPC- H 测试问题有了大幅晋升；1 亿行数据量下的 Sysbench 点查测试也显示，归档表能够满足历史数据的查问要求。在实现以上性能的过程中，最为要害的设计是文件系统、多级缓存、多级索引与查问裁剪。此外还包含列存索引抉择、向量化计算、AGG 减速等，咱们都将在后续的文章中具体介绍。

TPC- H 性能测试
规格：
●CPU：6 * 16C
●内存：6 * 128GB
●SF = 100（TPC-H 100GB）
总耗时约 89s（PolarDB-X on MySQL 总耗时 150s）

Sysbench 性能测试
规格：
●压测 ECS：1 * 8C32G
●CN：6 * 16C128G
●Sysbench 表行数：1 亿
●并发数：100
sysbench 性能测试数据如下：

一键迁徙

实现了冷热数据剥离后，如何将数据疾速归档到 OSS 上呢？咱们基于 MySQL 规范语法，提供了十分繁难便捷的形式，只须要执行一条建表语句：

CREATE TABLE [oss_table_name] LIKE [innodb_table_name] 
 ENGINE = 'OSS' ARCHIVE_MODE = 'TTL'

执行后，OSS 表将克隆 InnoDB 表的表构造，免去用户对归档表构造的设计；同时，冷数据归档表和源表被绑定起来，源表过期的数据将主动导入到归档表中。尔后，用户能够像拜访一般表一样，通过 SQL 来实现包含点查、范畴查问、简单剖析型查问在内的各种数据拜访。

手动强制过期

如果您想要更灵便的过期和归档操作，下列语句能够让您手动过期数据，并将过期数据导入至 OSS 中：

ALTER TABLE [innodb_table_name] EXPIRE LOCAL PARTITION [local_partition_name]

还有更多个性请点此查看

更具体的 Features

 新增反对创立数据库指定建表模式(新的分区表模式与老的分库分表模式)，默认是分库分表模式
 新增反对应用 MySQL 分区表语法创立一级分区的分区表，分区策略包含 Hash/Range/List 等
 新增反对分区表的动静裁剪能力，包含反对分区列条件的常量折叠、区间合并以及前缀查问裁剪等性能
 新增反对分区表的 JOIN 计算下推
 新增提供分区表的分区治理能力，包含分区的增加、删除、决裂、合并与迁徙等性能
 新增提供表组及其他能力（包含表组的创立、删除、变更等），反对分区变更期间 JOIN 计算下推不受影响
 新增反对全局索引表应用 MySQL 分区表语法并按 Hash/Range/List 等分区策略进行分区
 新增主动拆分反对应用分区表语法
 新增拆分变更减少反对分区表
 新增新分区表 GSI 主动拆分会携带主键，能够解决 GSI 热点问题
 新增反对实例的缩容
 新增反对分区表的 TTL 及其治理能力（包含调整 TTL 的初始工夫与工夫距离等）
 优化 Check Table 指令，反对校验主表分区、索引表分区与列定义等元数据一致性
 新增 SQL Advisor 反对举荐播送表
 新增反对 Instant Add Column 性能
 新增反对 Explain Statistics 拉取优化器优化须要的所有信息
 新增限度 cbo 的搜寻空间，缩小简单查问的优化耗时
 优化局部 DDL 后盾操作的数据校验工作的性能，使 GSI/ 扩缩容 DDL 变更操作减速
 新增反对兼容 MySQL 的 Replica 相干指令
 新增反对存储节点 PAXOS 三节点集群
 新增 Replica 组件，反对通过 change master … 语法的形式将 PolarDB- X 作为 MySQL Slave 来生产数据
 全局 Binlog 中反对记录 Rows_query_event 类型数据，前置条件：需将 DN 节点 binlog_rows_query_log_events 参数设置为 On
 新增 Flink CDC 接入
 新增 CR PolarDBXMonitor 用来监控 PolarDBXCluster
 新增 Helm Chart polardbx-monitor，蕴含定制化的 kube-prometheus 和预约义的 Dashboard 用来展现 PolarDB-X 集群监控信息
 PXD 工具反对单正本和三正本两种部署模式