国产数据库，这一战没有退路！

数据库的地位有多重要？

数据库上托应用，下连基础施设，是整个IT系统中，承上启下最为关键的一环。数据库的稳定性，往往决定了整个系统的可靠性。

所以，经常会有人把数据库比作「软件皇冠上的明珠」。

而在我看来，操作系统、数据库，这类基础软件的争夺战，很像是黄飞鸿《狮王争霸》里，土洋斗法、万众关注的“采青”。

这一仗，从气势到内核，我们都不能输！

可是，真到上阵的时候，我们却发现，这一仗，并不好打。

过去，在“IOE”大行其道的时代，那些锅有别人背，那些坑有别人踩，结果很多人都忽视了数据库的重要性。

但是，别人花了几十年时间踩坑填坑背锅打磨出来的产品，哪有那么容易说换就换？

所以，我们就会经常看到大甲方有这样的单子↓

单一来源采购：XXX数据库标准服务
采购金额：1.xx亿元
采购原因：无法替换

是个案吗？不！

我用两大搜索引擎搜关键字：“xx数据库单一来源采购”，竟然分别有95.8万和169万条记录！

大甲方内心也很无奈，不是不想换，只是不敢换。

比如，我看到某头部金融大甲方提出的数据库替换要求，句句都戳心↓

“原位替换，平滑迁移……功能不受损，服务不降级，生产安全有保证，高可用能力有提升”

啧啧啧，这要求，谁敢接招？

可是，大家都懂的，这场硬仗必须要打，而且必须打赢。

所以，我们就把大甲方那几句“铮铮入耳”的关键词儿拆解一下，看看他们真替真用的时候，到底需要国产数据库满足哪些条件？

1、自研能力：核心代码自主率到底有多少？是OEM贴牌、开源套壳还是沉下心来自己造“发动机”？这是根，必须能立住，能兜底！
2、性能和稳定性：能不能扛活？别整那些花里胡哨的，企业关键业务和核心数据，都是跑在数据库上，绝不能掉链子。
3、迁移改造便捷性：兼容性怎么样？上层软件要不要重造？数据迁移方不方便？能不能平移？尤其大型金融客户，数据库功能往往用得很深，还包括大量存储过程。你到底能不能接盘！
4、持续服务能力：别干到一半撤摊子了，我这可是关键基础设施，别给我整成烂尾工程。没有持续的投入和服务，没有干成百年基业的魄力和实力，趁早收手！
5、生态完整性：数据库不是一个孤品，我不可能端到端只和你一家玩。底层硬件兼容怎么样？上层软件适配怎么样？横向互通互联怎么样？开发者、DBA，产学研有多少人入了坑？

12345，这些是最基本的，也是大甲方们最在意的，缺一不可！

当然还有重中之重的安全性，关键业务数据都在库里，不安全可还行？

大甲方想得也太美了吧？不过你不得不承认，以前人家「外国的月亮」就是这么圆。

可是按照同样的标准，想找到国产对标的数据库，简直比登天还难。

然而，还真有人下定决心，直面挑战，把这些难点一个个搞定，逢山开路遇水搭桥，誓要打赢这场仗！

谁这么“肝”？只能是华为！

6月7日，在2023华为全球智慧金融峰会上，华为发布了国内首款软硬协同、全栈自主的分布式数据库「GaussDB」。

废话不多说，我们就对着大甲方的需求，来看看华为GaussDB能否打赢这场仗。

先看自研能力，华为GaussDB实现了核心代码100%自主研发，端到端全栈自主。

啥叫“核心代码”？这很值得掰扯一下。

核心代码涵盖了组成数据库的关键功能组件，比如：基础组件（资源负载管理、网络通信管理、线程池管理等）、SQL引擎、存储引擎、安全管理、分布式管理、容灾高可用、智能管理等等…

这些只是一级组件，还各自包含细分的二级模块。

也就是说，这些代码，华为实现了100%自研！如果拿造车做比喻，就是所有的核心部件全部自己造（发动机、底盘、车身、电气系统）。

那为啥我们谈核心代码100%自研，而不是全部代码100%自研？

因为作为一款数据库系统，GaussDB要兼容和联机访问其他异构数据库，在协议允许、法律允许的前提下，引用其提供的接口或者代码模块。

这些部分，称之为兼容性和接口模块，属于非核心代码。

同样拿车来举例，这些相当于贴膜、备胎、行车记录仪、座椅套、脚垫、车饰…

所以，华为通过对核心代码的100%自研，“搂住底浆”，给客户吃下第一颗定心丸。

但这还不是自研的全部，华为讲求的是「软硬协同，全栈自主」。不光核心代码100%自研，承载GaussDB的硬件，也是自研。

数据库和底层硬件是密不可分的，唯有软硬协同才能打开数据库纯软优化的“天花板”。

放眼国内，华为是唯一具备软硬全栈能力的数据库厂家。这招「软硬协同」也直击大甲方对国产数据库的另一项硬核要求：性能和稳定性。

性能上，华为将计算、存储、网络围绕数据库进行深度优化，尤其是针对多核处理器的优化，需掌控芯片内部机制，数据库做深度适配。

比如，鲲鹏处理器的物理核数远高于x86，需要扬长避短，充分发挥多核的优势，规避多核的劣势。

GaussDB就通过内核线程调度NUMA亲和，将内核工作线程根据NUMA node进行分配，避免线程的调度跨NUMA，减少跨核数据拷贝和通信。

同时，通过关键数据NUMA分布技术，减少远端访存次数，提升锁的访问效率。

通过指令级性能优化，将大量操作替换为ARM硬件LSE指令集，一条指令就可无中断完成原来多条指令操作，提升计算性能。

在稳定性和可用性上，软件+硬件全系统防错纠错，多层级软硬件冗余，无单点故障，全栈系统级软硬件故障通知和快速响应架构。

软件和硬件，兄弟同心，协同作战来保障系统的高可用。

除了软硬件协同带来的性能和稳定性提升，华为还有一系列独门绝技来进一步提升这两个指标。

比如，GaussDB采用了华为自研的Ustore存储引擎，这是国内首家采用In-place Update方式的存储引擎。

业界传统数据库，比如大家熟知PG，存储引擎采用Append Update方式，任何更新都不会去覆盖原有数据，而是用追加的方式，产生新数据。

这种方式的优势是回滚快，追加写入本身也很快，但是随着新数据不断追加，空间膨胀，访问效率就大打折扣。

所以，就要定期去清理那些老数据，但这些老数据被放得东一堆西一摊，“打扫”起来并不轻松。

打扫的过程很消耗体力（IO资源），容易引起性能抖动，在一些需要稳定的低时延场景，比如金融交易，就有点力不从心。

所以，你就会明白，为什么华为要自研数据库的存储引擎Ustore，华为的方式是「In-place Update」。

也就是在修改数据的时候，直接「原地更新」，针对回滚事务需求，采用了独立的回滚段，将最新版本的“有效数据”和历史版本的“垃圾数据”分离存储。

我直接说效果吧，这种方式性能抖动的“稳定度”是常规引擎的6倍以上（也就是说抖幅还不到别家的1/6，平滑如丝），存储空间节省17%+，也不会影响回滚的效率。

在一些要求苛刻的金融场景，基于这种自研存储引擎的GaussDB，可提供全天候稳定高性能低时延输出，还能有效降低数据库空间，节省成本。

有了Ustore的低抖动性能保障，再配合上面我们讲的“NUMA亲和”等各种软硬兼施的手段（全并行架构、GTM-lite、工程细节优化等等），GaussDB的性能狂飙且不抽风。

这就好比是一辆跑车，不仅绝对速度惊人，而且行驶极稳，能扛起各种尖端场景。

除了性能，在金融大甲方关心的高可用层面，GaussDB提供多种高可用方案：同城AZ内高可用、同城跨AZ高可用、两地三中心跨Region高可用。

这些方式，可以满足金融级监管要求，只算“常规操作”，关键还要看RPO/RTO的指标怎么样。

因此，GaussDB格外提供了一项独门绝技，叫作“Switch Turbo技术”，双集群强一致，故障快速切换，在同城AZ内，可以做到RPO=0，RTO<10s。

因为数据库的事务性特点，所以在主备集群倒换的过程中，需要保证数据库的强一致性，也就是说备份集群要通过回放UNDO日志，回滚未提交的事务，直到找到Commit点。

听起来简单，但是如果是每秒亿万次交易的大型金融场景，需要回放的日志可是海量的，会严重影响业务恢复时间。

“MYSQL系”的数据库一般以事务为粒度进行回放，“PG系”的数据库则是单线程块级回放。这两种“龟速”回放效率会直接导致RTO指标没法看。

华为GaussDB的Switch Turbo技术，则是采用块级物理并行，多级流水线，并行度提升6倍，大大提升了恢复时间。

最终，GaussDB可以做到在单机负载60%、70+万tpmC的情况下，10秒完成切换（其中：检测时间6s+仲裁时间1秒+备升主时间3s）。

这一点在政企金融场景很重要，这些大甲方的数据库通常负载都很高，所以考量重载情况下的切换时间非常有意义。

凭借Switch Turbo、同城双集群等关键技术，华为与宇宙行联创推出了国内首个双集群强一致方案，在工行信贷5A级核心系统中，真正实现核心业务数据零丢失，故障倒换时间10倍缩短。

讲完高性能与高可用，再来看现在经常被反复强调的高安全性。

GaussDB是业界首款纯软全密态数据库，并是国内首个拿到国际CC EAL4+认证的数据库。

全密态，意味着不只实现数据的传输与存储加密，还实现了内存中数据的运算态加密，从而实现数据全生命周期内的安全保护。

更重要的是，这个加密让用户在使用上完全无感，上层业务无须改造，语法解析工作被内置到驱动中，并且是纯软件实现。

用数学算法在密文空间直接进行查询和运算，不依赖于专用加密硬件，系统开销极小。

GaussDB的全密态技术有多重要？它支撑着华为这个业务遍布170+国家、服务于30多亿人口的世界500强大企业的所有核心账务绝密数据的密文查询和计算，从各个环节避免数据泄露。

解决了安全问题，我们再来看看GaussDB的弹性/扩展性。

既然现在是云时代，数据库的弹性一个绕不开的选型要素。GaussDB是原生分布式架构，云化弹性伸缩、秒级扩容，业务扩展不停服，支持1000+超大分布式集群。

这里有个冷知识，分布式数据库并不是说节点扩得多就好，还要看“扩展比”。也就是节点增加了以后，集群的性能也要接近线性地增加。

而这里面最影响性能的，是跨节点的分布式事务处理，华为开发了GTM-lite技术，完全有别于业界基于开源内核的处理方式，大大提升分布式事务处理性能和强一致性保障。

在GTM-lite的加持下，GaussDB性能扩展比达到0.85（节点扩展100倍，性能提升85倍），而业界比如MySQL使用的GTM技术（通过全局活跃事务链表判断可见性），在大规格下扩展性就严重不足了。

说个GaussDB弹性能力和GTM-lite效果的例子：华为终端云服务，采用GaussDB，6PB数据量，单实例最大226节点，资源利用率提升30%。

好了，自研能力、性能、可靠性、安全性、弹性，这些关口似乎都卡不住GaussDB，那就到了实操层面，如果大甲方真的要替换，这个工作量大不大？

既然要替换，就肯定比躺平工作量大。but，华为提供了DRS数据迁移+UGO语法迁移，一站式替换，最大化降低工作量，让整个过程平滑、高效。

因为对于很多大甲方（尤其金融），对原有数据库必须做存量数据迁移，同时为了保证业务平滑，还要做并线双写。

首先要保证数据迁移完全在线（让客户把业务停摆，离线迁移是不现实），此时，华为DRS迁移技术能提供极高的数据同步能力。

同时，具有全方位在线数据对比、异构数据库流量回放等技术，以保障迁移数据零错误、零丢失。

而对于深度使用了原数据库高级功能和存储过程的客户，华为通过UGO语法迁移，可实现90%+的语法自动转换，降低语法改造的人工投入成本。

所以，有了DRS+UGO这两个工具在手，大甲方们发现，咦，替换起来似乎也没有想象的那么难嘛。

到这里，数据库替换的技术障碍基本上都扫清了，但还有两道关口：案例关和生态关。

你的东西纸面优势不错，可是我不想吃螃蟹怎么办？这个的确是诸多国产软件破局难题。

不过，华为GaussDB早就挺过了这个节点，轻舟已过万重山。具体哪些大甲方在用，我就不一一啰嗦了，晒一组轮播海报，大家可以自己体会一下。

所以，对于GaussDB来说，各大甲方早已过了胆战心惊“冒险吃螃蟹”阶段，正在渐入大快朵颐“花样吃螃蟹”的佳境。

那么，就只剩下一个“小小的”大问题：生态↓

大家都知道，基础软件的生态建设，绝非一日之功，好在华为GaussDB从一开始就把发展生态作为重中之重。

不仅自己有垂直的开源社区建设（openGauss社区+openEuler社区），横向生态也是一气贯通：从服务咨询伙伴到生态工具/中间件、行业应用ISV，再到产学研和行业大客户。

无需多言，大家可以滑动一下生态长图，感受一下「众志成城」的繁荣景象。

至此，大甲方们做数据库国产化替代的顾虑，可以说逐个击破了。

是不是觉得这「软件皇冠上的明珠」也没那么难？绝非如此！

我们看到现在GaussDB的「举重若轻」，却没有看到在它背后，华为数据库人的「十年饮冰」。

芯片、操作系统、数据库，都是数字时代的底座技术，华为20年“高投资、低收益”，只为突破封锁，让中国高科技在全球站稳脚跟，给世界一个更优的选择！