TDSQL-C再创佳绩
9月16日，Distributed Cloud｜2021全球分布式云大会在上海召开，腾讯云原生数据库TDSQL-C荣获“云原生卓越技术提供商”奖项，TDSQL-C 是腾讯自研的云原生分布式数据库（原CynosDB）, 基于共享存储，实现了强大的扩展能力和超百万级QPS的高吞吐性能，深度定制的数据库内核TXSQL是支撑关键业务平稳运行的基石。
（云原生卓越技术提供商奖项）
TDSQL-C的总体架构是基于共享存储，存储和计算分离的架构。
（传统的MySQL主备架构和TDSQL-C架构对比图）
- 传统的MySQL主备通过binlog进行的逻辑复制，而TDSQL-C是通过redo日志进行的物理复制。
- 传统的MySQL需要向存储写多份数据包括data，binlog，redo log， 而TDSQL-C只需向存储写一份redo日志即可。
- 传统的MySQL主备各存储一份数据，而TDSQL-C基于共享存储只有一份数据。
TDSQL-C具有以下关键特性：
1、可靠性
多副本/RPO=0
- 存储多副本保证数据高可靠
- 共享存储，主备数据一致
- 即时回滚，任意时间数据都可靠
2、高性能
极致性能
- 主备机读写性能全面优化
- 不同规格针对性优化
- 相对传统MySQL有6倍提升
3、高可用性
秒级RTO
- 秒级RTO，故障几乎无感知
- 毫秒级主备延迟，数据极速同步
- 共享内存，数据恢复，快速预热
4、弹性扩展
随心所欲
- 数据快速、透明扩展，按需使用
- 大容量1PB，满足“大”需求
来自官方的多次认可
在MySQL官方近几次release notes中都有腾讯云数据库内核团队的重要贡献，也意味着腾讯云数据库内核技术TXSQL在国内是走在前列的；2020年底，腾讯云数据库内核团队又获MariaDB社区的官方感谢信，对团队的贡献予以感激。
（放到MySQL社区贡献的patch）
（来自Maria社区官方的感谢信）
TDSQL-C的关键特性之高可用-秒级RTO，可以达到故障无感知。
过往buffer pool大实例重启，初始化耗时长，用户体验差，对此的团队给出优化方案是：并行初始化加上page上的mutex延迟初始化。
- 并行初始化是指按innodb buffer pool instance来并行初始化。
- page mutex延迟初始化，是指当page首次使用时才初始化，而不是在启动时全部都初始化。
优化后的结果是之前500G buffer pool初始化从23s降到了1.3s，提升近20倍。
这个优化方案贡献给了MySQL官方（lmprove lnnoDB buffer pool initialization）
腾讯云数据库内核团队一直坚持以稳定性为第一位，保证了线上服务的可用性达到 99.95%，可靠性达到99.9996%，同时，深入研究技术细节，持续优化系统性能，使得数据库内核TXSQL的性能远超官方版本，并达到业界领先水平。
业界首创，蓄力技术创新
在官方MySQL8.0支持 instant add column 后，修改列类型操作便成为MySQL中最不友好的DDL类型。而在用户实践中，修改列类型也是用户执行比较频繁的DDL之一，此操作会长时间阻塞用户的读写请求，对业务的影响非常大。
TDSQL-C 业界首创，创新地支持了instant modify column功能，达到了秒级修改列的效果。具体的实现方式是：
- 元数据多版本化, 表元数据保存列的多个版本信息，用户只能看到的总是最新的表元数据。
- 行记录增加版本信息对应到不同版本的表元数据上。
- 修改列只修改元数据，修改列的过程中不修改实际的行记录。
- 行记录读取时，老版本记录会自动转换为最新版本的记录。
- 行记录更新时，老版本记录会自动更新为最新版本的记录。
此方案为业界首创
TDSQL-C 修改列可以毫秒级完成，并且不受数据量大小的影响。
该功能解决了云上业务的痛点问题，补充了官方和开源社区在修改列上的不足，完善了整体的Online DDL功能体系。
除此之外，TDSQL-C其中的很多特性都是业界领先甚至是首创的亮点特性，并有多项申请了专利。比如：热点更新功能，通过存储引擎行锁级别的优化，大幅度优化了秒杀场景下的系统性能，此特性为业界首创，并申请专利。再比如：内核TXSQL的审计功能，通过异步方式优化了数据库审计日志的记录方式，使得审计性能业界领先。团队泰而不骄，蓄力并进，加大研发力度助力简化企业对数据库的管理、维护和更新，真正做到开发者只“使用”数据库，而不是被数据库繁琐的工作所困扰。
解决MySQL历史顽疾，Puege预读机制
Undo 空间膨胀问题是MySQL历史老大难问题，TDSQL-C创新地通过purge预读解决了此问题。
问题原因
- Purge会读取undo page并清理delete mark的记录，清理完成后会释放undo page，从而最终释放undo表空间。
- IO bound场景或Buffer pool比较小的实例， purge时读取undo 更容易出现IO。而 IO时占用时间比较长，导致purge不及时undo日志空间膨胀。
解决方法（实现purge预读机制）
- 根据事务提交顺序在内存中保存undo page的purge顺序用于预读。
- Purge coordinator异步预读这些page。
（purge预读开启前后效果对比）
精耕细作，追求卓越
有创新力量，也有稳扎稳打的技术底盘。TDSQL-C在高性能、高可用、弹性扩展方面同样精耕细作，追求卓越。
TDSQL-C高性能
plan cache实现查询计划缓存，以sysbench场景为例，经过plan cache优化后，解析和查询优化时间减少了，性能提升了70%左右；在线程池的基础上进行了异步组提交优化，将线程池资源提起释放从而能够去处理更多的请求，优化后整体的读写事务QPS有70%的提升；Log Compaction，在计算存储分离的架构下，日志即数据库， 对日志结构进行了一些压缩优化后，redo日志量减少了30%。
（TDSQL-C高性能-异步组提交优化）
TDSQL-C 高可用
采用redo物理复制，基于共享存储，主备数据物理一致，低延时、低损耗； 在数据复制做备份延迟优化，其中备库查询时IO过程不阻塞redo的回放，主备延迟做到毫秒级别；计算节点HA重启后，buffer pool需要重新加载进行预热，持续时间比较长，期间业务会受到较大影响，TDSQL-C支持独立Buffer pool 无需预热，缩短了重启时间。
（TDSQL-C高可用-独立buffer pool）
TDSQL-C 弹性扩展
TDSQL-C 目前支持最多扩展16个备库，备库可以提供读服务，Btree一致性读优化后，备库读不会被主库更新产生的SMO操作所阻塞。不会被主库更新产生的SMO操作所阻塞。
向云而进，持续增长
目前，TDSQL-C云原生数据库内核TXSQL在全球范围内已有近数万客户，运营公司最大的数据库集群。在云上也为拼多多，B站，微盟等不同行业的超大型客户提供了稳定可靠，性能优异，功能强大的企业级云数据库服务，与此同时，通过自研上云和开源协同，TXSQL也强力支撑和保障了诸如：微信红包、微信支付、QQ音乐，腾讯会议等大型内部业务。
作为云原生技术先驱，腾讯云数据库内核团队在产研共建与生态融合上不遗余力，聚焦市场与客户需求，把技术概念更好地落地实现；兼容并包，加强与开源社区的联系，持续贡献技术力量，为各行各业带来全新的业务价值与技术优势。
向云而进，持续增长，TDSQL-C继续为社区和生态发展贡献自己力量，以创新技术探索数据管理的无限可能。
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