每年電商雙11大促對阿里技術人都是一次大考，對阿里數(shù)據(jù)庫團隊更是如此。經(jīng)過9年的發(fā)展，雙11單日交易額從2009年的0.5億一路攀升到2017年的1682億，秒級交易創(chuàng)建峰值達到了32.5萬筆/秒。支撐這一切業(yè)務指標的背后，是底層技術體系的一次次迭代升級。

阿里巴巴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)經(jīng)歷了10多年的發(fā)展，今年正式確定從 第三代大規(guī)模分庫分表 向 第四代X-DB分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 演進的目標。X-DB分布式數(shù)據(jù)庫的落地已經(jīng)在2017年雙11大促中獲得了可行性驗證，同時底層開始引入存儲計算分離架構。分布式在系統(tǒng)穩(wěn)定性、容災能力、容量擴展性、技術體系內聚性上有了質的提升，今年雙11開啟了阿里數(shù)據(jù)庫技術架構新的篇章。

本文以阿里電商交易鏈路中的核心系統(tǒng)庫存中心為例，一窺阿里集團數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷程。庫存中心數(shù)據(jù)庫集群(簡稱庫存DB集群)，從2012年獨立拆分后，其發(fā)展可以概括為以下3個階段：

• 2012~2013年：分庫分表水平拆分，構建大規(guī)模數(shù)據(jù)庫集群
• 2014~2016年：單元化異地多活架構，數(shù)據(jù)多單元間同步
• 2017年：X-DB 1.0分布式集群部署上線，新的起點

作為阿里數(shù)據(jù)庫體系中的核心系統(tǒng)，庫存DB集群的發(fā)展歷程可以作為縮影，代表了阿里巴巴數(shù)據(jù)庫體系的演進。

誕生

庫存DB集群誕生于2012年，是業(yè)務垂直拆分的產物。庫存最早是商品中心數(shù)據(jù)庫的一個字段，隨著淘寶業(yè)務的復雜化，單一字段已經(jīng)滿足不了基于后端倉儲的庫存管理體系，所以便有了垂直拆分出來的庫存DB集群。

水平拆分

2012~2017年，雙11交易額一步步的刷新紀錄，庫存DB集群的QPS/TPS也實現(xiàn)了幾十倍的增長。水平拆分的基本思路是把數(shù)據(jù)庫擴展到多個物理節(jié)點上，讓每個節(jié)點處理不同的讀寫請求，從而緩解單一數(shù)據(jù)庫的性能問題。借助于數(shù)據(jù)庫團隊的DTS（Data Transmission Service）產品，庫存中心進行了大規(guī)模的水平拆分，分庫和分表數(shù)量擴展到最初的幾百倍，平穩(wěn)的支撐了這一個階段業(yè)務的快速發(fā)展。與此同時，在熱點商品扣減、防超賣數(shù)據(jù)強一致需求、跨城異地容災數(shù)據(jù)質量問題、業(yè)務數(shù)據(jù)量急劇膨脹、超大規(guī)模數(shù)據(jù)庫集群運維等問題點上，迫切需要新一代架構來解決。

異地多活單元化

2014~2015年，為了進一步提升用戶的購物體驗，庫存DB集群與主站交易鏈路一同做了單元化部署。單元化很大程度上解決了買家的使用體驗問題，在本單元內封閉完成讀寫操作。但是對于賣家維度的數(shù)據(jù)，比如編輯商品、扣減庫存，就會涉及到跨單元中心去寫。關于單元化架構，之前已經(jīng)有了很多介紹。

有了多個單元，對于底層數(shù)據(jù)庫來說，面臨的***挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)同步，因為對于單元封閉的買家維度的數(shù)據(jù)，需要把單元的數(shù)據(jù)全部同步到中心；對于讀寫分離類型的業(yè)務，我們要把中心的數(shù)據(jù)同步到單元。這條數(shù)據(jù)通道就是依靠DRC（Data Replication Center）來完成。如今，DRC不僅成為集團單元化鏈路的基礎設施，對應的云產品DTS已經(jīng)從2016年開始讓阿里云用戶、聚石塔商家低成本的搭建異地容災。單元化架構給庫存DB集群帶來的***挑戰(zhàn)是多單元間的數(shù)據(jù)強一致問題，我們也為此做了很大的努力。

X-DB分布式集群

2017年雙11，庫存DB集群***次使用X-DB 1.0分布式集群部署，平穩(wěn)的支持了32.5萬筆/秒的交易創(chuàng)建峰值。X-DB是阿里巴巴自研高性能分布式可全球化部署數(shù)據(jù)庫，其核心技術目標概括為以下6點：

• 100%兼容MySQL生態(tài)，應用無縫遷移
• 跨AZ、Region的全球化部署能力，5個9以上的可用率
• 自動化的數(shù)據(jù)Sharding，計算、存儲均可水平擴展
• 高性能的事務處理，相同硬件下達到MySQL 10倍的事務處理能力，百萬TPS
• 自動化的數(shù)據(jù)冷熱分離，存儲成本為MySQL的1/10
• 計算存儲分離，存儲按需擴展

庫存DB集群雙十一部署架構：

正是由于X-DB提供了全面兼容MySQL、高性能、低成本、跨城容災、數(shù)據(jù)強一致的能力。在2017年年初，數(shù)據(jù)庫團隊和業(yè)務研發(fā)團隊確定了在庫存中心部署X-DB 1.0的目標，解決業(yè)務目前面臨的痛點：

1. 全面兼容MySQL，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)平滑遷入
2. ***性能，雙11單實例熱點扣減峰值TPS是去年的3倍
3. 低成本，相比于傳統(tǒng)的單元化主備架構部署，減少2個數(shù)據(jù)副本以及單元間數(shù)據(jù)同步資源成本
4. 跨城容災，借助Batching和Pipelining技術實現(xiàn)跨城強同步場景吞吐量幾乎無衰減
5. 數(shù)據(jù)強一致，借助Paxos協(xié)議提供多單元間數(shù)據(jù)強一致能力；批量關閉中心集群全部實例，集群30秒內完成單元選主切換，數(shù)據(jù)零丟失
6. 計算存儲分離，徹底解決傳統(tǒng)機型計算資源和存儲資源固定配比問題，搭配容器化技術，大促峰值期間將數(shù)據(jù)庫彈性部署運行在離線任務主機，落地零擴容成本支持雙十一大促

X-DB***亮相在2017年雙11的舞臺，平穩(wěn)支撐零點峰值32.5萬筆/秒，開啟了阿里數(shù)據(jù)庫體系從分庫分表時代向分布式集群時代的大門。技術之路永無止境，我們今天的技術現(xiàn)狀離業(yè)務對我們的要求還有很大的差距。但是千里之行，始于足下，借用《魔戒》里的經(jīng)典臺詞：“There’s some good in this world, Mr. Frodo. And it’s worth fighting for.”

作者：諶文濤，花名俞月，2014年加入阿里巴巴數(shù)據(jù)庫團隊，目前負責X-DB 1.0架構在集團環(huán)境的落地。