导读
随着金融行业数字化转型的需要，银行外围零碎的降级革新成为重要议题。杭州银行胜利上线以 TiDB 为底层数据库的新一代外围业务零碎，该实际采纳利用与基础设施解耦、分布式透明化的设计开发理念，推动银行外围零碎的整体降级。
本文聚焦银行外围零碎演进，联合 TiDB 在杭州银行新一代外围的实际，深刻解析“分布式透明化”理念，心愿能为同行业的转型降级提供参考。
本文作者：韩锋，CCIA（中国计算机协会）常务理事，前 Oracle ACE、腾讯 TVP、阿里云 MVP。有着丰盛的一线数据库架构、软件研发、产品设计、团队治理教训。曾负责多家公司首席 DBA、数据库架构师等职。在云、电商、互金、互联网、银行等行业均有涉猎，精通多种关系型数据库，对 NoSQL 及大数据相干技术也有涉足，实践经验丰盛。曾著有数据库相干著述《SQL 优化最佳实际》、《数据库高效优化》。《韩锋频道》公众号作者。
作为国家支柱性行业，金融业在国民经济中施展着无足轻重的作用。近些年来金融业的经营模式和服务形式都产生了很大变动，这对于金融科技提出更高要求。与此同时，国内金融机构还面临国产化诉求，用以应答脱钩、断供等潜在危险。作为数据利用洼地，金融企业普遍存在业务简单、可用性要求低等特点，尤其是以银行外围零碎为代表。对银行外围零碎提供做架构降级、国产化革新是危险极大的一项工程。
近期，国内杭州银行新一代外围零碎胜利上线，引起业内广泛关注。行方从开始就秉承着利用与基础设施解耦架构思维、分布式透明化的设计开发理念，通过与国产分布式数据库 TiDB 的通力合作，实现此次外围零碎的胜利上线。这为国内宽广同类型银行降级，带来踊跃参考意义；其背地的实际过程也很值得思考。
银行外围零碎演进及察看
银行外围零碎，也称为 Core Banking，是银行解决贷款、贷款业务为主的外围 IT 零碎。作为撑持业务营运的要害零碎和银行信息化的重要组成部分，被称作银行 IT 零碎的“心脏”。同时，银行外围在整个银行 IT 零碎架构中是其余业务子系统的根底，处于承前启后的要害地位。外围零碎在金融服务能力、解决性能等方面，对银行日常经营的业务与流程优化、晋升客户体验度、推动业务改革或翻新等方面起着决定性作用。
从历史演进来看，银行外围零碎经验了从手工时代到 PC 时代，到联网联机、数据大集中，再到以客户为核心的倒退历程。从上世纪九十年代开始，银行外围零碎技术架构从数据集中路线演进而来的 “胖外围” 期间；到本世纪头十年因外围零碎宏大且耦合重大，将辅助性能拆分后造成的 “瘦外围” 期间；再到近十年来互联网对银行业务产生影响，银行开始构建分布式外围，造成以稳态集中式架构与敏态分布式架构并存的状况。特地是在 2017 年，中国人民银行提出倒退布局，激励施行架构转型，包含采纳分布式架构，这一趋势推动了分布式外围零碎的倒退。分布式外围零碎的要害指标是冲破单机零碎的数据存储和解决能力下限，同时减小单点故障对整个零碎的影响。这通过多机分片解决数据库来实现，进步了银行零碎的健壮性和可用性。
在推动分布式外围倒退中，以“微服务、单元化”为代表的架构设计理念成为支流。 前者是一种软件架构格调，其应用程序被拆分为一组小型、松耦合的、自治的服务。每个服务都能够独立地进行开发、部署和扩大，并通过轻量级的通信机制（如 HTTP、音讯队列等）进行相互通信。其外围准则是将简单的单体应用程序拆分成更小、更可治理的部件，每个部件专一于实现一个特定的业务性能。后者则通过把一部分计算资源和一部分数据资源进行逻辑上的绑定，造成一个标准化的处理单元。每个处理单元具备残缺的业务能力，但只解决全量数据中的一部分，简略了解一个单元就相当于一个小分行。其外围准则是将业务拆分更为细小的处理单元，并可依据须要进行扩大。
无论采取两种架构之一或兼而有之，都对底层基础设施提出更高的要求，特地是数据的次要载体 - 数据库。 相对而言，单元化更偏向于通过数据拆分，将数据造成一个自蕴含的处理单元，对数据库的承载体量、解决能力能够通过单机或集中式数据库实现。但因为单元化架构学习、施行老本很高，比拟适宜于体量较大或有异地多活布局的银行。对以城商行为代表的宽广中小规模银行来说，因其技术底子绝对较薄、业务零碎多以外购或合作开发为主且财力投入绝对无限，上述起因都造成了单元化对于中小行不太适宜，那么中小行也更多采纳“微服务 + 分布式数据库”的路线。
随着近十年国产分布式数据库的疾速倒退，其成熟度、稳定性等已趋于欠缺，开始在金融外围零碎为代表的重要业务零碎中尝试应用。当然，这一新架构产品对架构、开发、运维等都带来很多变动。特地是架构、研发层面，之前业务零碎在设计上多是以集中式数据库能力为根底进行的，对于分布式架构存在诸多差别。如何升高这一差别，尽量复用之前架构设计，甚至做到将利用与底层基础架构解耦成为要害。这里提出一种新的观点 -“分布式透明化”，即在分布式架构下依然可沿用单机或集中式数据库的开发设计习惯，做到齐全无感。这里不是简略的与某种数据库的语法、运维兼容的问题，而是从架构之初就能够通明解决。正是这种分布式透明化能力给城商行等中小银行的外围零碎国产化及降级革新，提供了一条平滑的翻新之路。
TiDB 在杭州银行新一代外围的实际
近期，杭州银行以 TiDB 为底层数据库的新一代外围业务零碎胜利投产上线，也是业内首个理论投产的云原生、分布式、全栈国产化的银行外围零碎上线，是金融科技领域冲破要害核心技术利用的重大实际，标记着杭州银行外围业务零碎实现齐全自主可控和架构降级。这一实际中正是遵循了“分布式透明化”这一理念，为宽广同业建设外围零碎架构转型提供了参考。杭州银行此次外围系统升级，在布局之初就将业务与基础设施解耦放在首要因素，从多角度对底层数据库提出很高要求。
从架构角度来看， 首要问题就是解决所谓透明化问题，即对数据库建模、设计、开发过程仍可沿用之前的实际，尽量减少因引入分布式数据库所造成的差别。一方面业务零碎开发中很难防止人员的更迭，另一方面很多业务零碎也是采纳合作开发模式。透明化对于最大化保留原有开发积攒，有着重要意义。其次就是须要数据提供全面的兼容能力，对上能够兼容新型利用架构，包含微服务、云原生及可能会有单元化；向下可兼容具备自主创新能力的根底平台。第三则是心愿数据库提供规范而非定制化能力，这也是基于业内实际，很多国产数据库当面临性能有余时会提供定制开发已解决问题，但这是不利于用户长期技术策略的。
从研发角度来看， 针对数据分片后不可避免的分布式事务问题，在框架层尚无成熟欠缺的分布式事务解决方案下，充分利用底层数据库的分布式事务能力来解决，这样开发简化很多。弱化对数据库个性性能的依赖，将很多性能前置到框架层来解决。例如针对数据库中罕用的序列性能，即可在框架层提供分布式全局发号器来解决，不再依赖数据库实现。针对数据库常常需面对的热点问题，尽管分布式架构能在肯定水平上缓解这一问题，但在开发方面仍能够有多重伎俩去前置解决。例如，通过缓存与数据库的联合，升高对数据库热点对象的拜访。通过将业务解决异步化，将对数据库压力分散开来。这些措施都能够无效解决热点问题。
针对具备金融特点的跑批类业务，通过将解决工作打散并行能够无效进步吞吐量，打消批量热点，充分利用分布式数据库的丰盛算力。例如针对银行外围零碎日终及日间批量解决采纳带有业务属性的散布式调度器，充分发挥分布式数据库 TiDB 反对多会话及高并发解决个性，在原有作业流程根底上由调度器应用分段 SQL 语句或分片算法将工作平均分配，并将分片工作同时下发到多个执行器节点并行处理晋升批量解决性能；同时批量工作执行器节点和 TiDB 数据库节点均可实现弹性程度扩大，保障杭州银行在将来业务快速增长、数据规模急剧扩充的状况下，批量解决性能不降级。
从运维角度来看， 引入分布式数据库会带来不小的挑战，当然同时也有着显著收益。从数据完整性角度来看，以 TiDB 为代表的原生分布式架构产品提供的是基于共识协定的多正本机制，能保障数据的强一致性和完整性。从可行性来看，分布式数据库产品多通过三核心仲裁形式来提供整体高可用性，但这一形式老本较高。TiDB 在实现上提供了更为经济的强双核心计划，即当满足同城低提早的条件下，可通过两核心提供同样的可用性保障能力。通过同城强双核心与异地备份的联合，最终达到 RPO=0 的可用性规范。这也是很多金融行业用户最终抉择分布式数据库架构的起因，其不仅可提供高并发、高扩展性，其整体较高的可用性及容灾能力也是被抉择要害理由之一。同时这一架构还提供跨核心的多写多读能力，这对于业务侧实现业务同城多活具备重大意义。
针对在具体运维工作中广泛比拟头疼的大表 DDL 变更、分布式监控问题，TiDB 也通过特有的对象在线变更技术及可观测技术解决了整体的维护性。金融行业作为波及国计民生的重要行业，对于供应链平安尤为器重，因而心愿数据库产品能提供底层适配能力。TiDB 在这方面提供了多种架构 CPU 的适配能力，可满足用户将来可能的迁徙需要，从基本解决“断供”问题。
杭州银行外围系统升级，正是从架构、研发、运维多角度登程，在充分考虑新型分布式数据库能力的同时，联合本身技术倒退现状及长远规划，最终抉择 TiDB 作为外围零碎的数据库，并通过近两年与厂商的通力协作胜利上线。杭州银行新一代外围零碎上线以来运行平安稳固，大幅晋升了业务解决效率，已撑持日均交易量 1000+ 万笔，均匀交易耗时小于 100 毫秒，较原外围业务零碎缩减 54%，日终跑批的处理速度为原外围业务零碎的 2.1 倍，可能无效撑持将来业务的疾速倒退。
杭州银行实际带来的思考
杭州银行外围零碎的胜利上线，为宽广同业者及数据库行业带来很多思考。中国有数千家金融机构，随着业务倒退及技术演进，都正面临架构降级革新的工作。但因为各金融机构，体量差别微小、倒退阶段不同、技术路线各异，很难找到通用性、标准化的门路。与此同时，数据库的倒退近年来也出现“井喷式”倒退，一方面采纳新架构、新理念的分布式数据库不断涌现；另一方面传统单机、集中式数据库也纷纷新陈代谢。上述问题，独特造成金融用户在架构降级革新中很多痛点。
近日杭州银行外围零碎上线，走出了一条的适宜本人的实际路线，其秉承的 利用与基础设施解耦 的架构思维， 分布式透明化 的设计开发理念对同行业具备很 大参考意义。在既放弃了原有应用习惯的根底上，又在整体架构路线方面抉择了可继续翻新的架构。将来，心愿宽广金融 IT 从业者，在面临国产化降级的整体规划上，既须要思考企业以后现状，也能充沛瞄准将来架构的延伸性，以翻新的思维推动银行外围零碎的整体降级，独特助力中国金融的数字化转型。