譯者 | 大愚若智

我們經(jīng)常需要為自己的OLTP（事務(wù)/運(yùn)營）數(shù)據(jù)庫選擇適合的RDBMS（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）。雖然通過編寫可移植的SQL可以暫時(shí)避免進(jìn)行這樣的選擇，但遲早要做出這樣的選擇，至少需要進(jìn)行這樣的嘗試（比如，意識到具體的選擇不夠明確，因此決定選擇跨RDBMS的SQL）。

在發(fā)起“到底哪個(gè)RDBMS最好”的討論圣戰(zhàn)之前，也許需要首先明確一下對于24x7運(yùn)行的生產(chǎn)級OLTP RDBMS，到底需要具備哪些必不可少的功能。

考慮到并發(fā)性，目前幾乎所有RDBMS無外乎基于鎖的（Lock-Based），或基于MVCC（多版本并發(fā)控制）的。從寫負(fù)載更重的OLTP處理角度來說，我曾經(jīng)見到過：

• 對于讀寫混合型負(fù)載（例如OLTP事務(wù)和報(bào)表），基于MVCC的RDBMS表現(xiàn)會比基于鎖的略好一些。

• 如果使用高于Read Uncommitted的隔離級別，效果還會更好，最適合用于讀取/報(bào)表用途。

• 另一方面，OLTP很少會遇到大量并發(fā)讀取的情況，如果真的遇到這種情況，通?？赏ㄟ^副本（Replica）執(zhí)行此類讀取，因此不會造成太嚴(yán)重的問題。

• 對于大部分情況下以寫入為主的OLTP（沒有太多報(bào)表需要?jiǎng)?chuàng)建），基于鎖的RDBMS要比基于MVCC的表現(xiàn)略好一些。然而如果能讓OLTP工作負(fù)載使用INSERT代替UPDATE，此時(shí)MVCC的效率更高。

另外，值得注意的是，如果使用了單一寫入連接（Single-write-connection）數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，基于鎖和基于MVCC的RDBMS之間的邏輯差異將顯得微乎其微（盡管性能略有差別，但其他方面幾乎相同，基于鎖的RDBMS通常略微領(lǐng)先一些）。

對于OLTP數(shù)據(jù)庫，我們需要為涉及多行和多表的事務(wù)提供ACID保障。

如上所述，對于OLTP數(shù)據(jù)庫，我們需要為事務(wù)提供全面的ACID保障。更重要的是，需要保障涉及多行和多表的事務(wù)具備ACID特性。雖然這一規(guī)則也有例外，但這種例外情況實(shí)際上極為罕見。

這幾乎已自動(dòng)將MySQL+MyISAM用作OLTP數(shù)據(jù)庫的可能性徹底排除在外。但是也要注意，MySQL+ISAM可能是少數(shù)應(yīng)用（例如作為快遞追蹤系統(tǒng)或系統(tǒng)監(jiān)視工具的后端）的好選擇，但并不適合涉及某類與金錢有關(guān)信息的常規(guī)OLTP處理。

此外RDBMS提供的ACID保障差不多等同于意味著需要使用數(shù)據(jù)庫日志，同時(shí)也意味著一旦RDBMS崩潰，隨后需要通過數(shù)據(jù)庫日志進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)（并自動(dòng)前卷Rollforward）。

作為聯(lián)機(jī)備份的備選方案，可使用異步主從復(fù)制（Replication）

我們需要的另一系列功能主要與24×7不間斷運(yùn)行有關(guān)（例如游戲服務(wù)器，總得全天候運(yùn)行對吧）。這些功能包括：

聯(lián)機(jī)備份。無論做什么都肯定需要備份，24x7不間斷運(yùn)行更是少不了聯(lián)機(jī)備份。

1、通常來說，聯(lián)機(jī)備份意味著需要具備“日志前卷”能力。大部分時(shí)候是這樣工作的：創(chuàng)建兩個(gè)數(shù)據(jù)庫，一個(gè)作為“主”，一個(gè)作為“從”；隨后從“主”獲取日志文件并發(fā)送給“從”，然后在從數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行“前卷”。

此外,有些數(shù)據(jù)庫可以對處于“日志前卷”狀態(tài)下的“從”數(shù)據(jù)庫執(zhí)行只讀請求（實(shí)際上等同于創(chuàng)建了一個(gè)只讀從副本）。然而其他一些RDBMS不能處理這樣的請求（例如需要首先完成“日志前卷”操作才能讓從RDBMS能夠接受查詢操作）。

2、作為聯(lián)機(jī)備份的備選方案，也可以通過異步主從復(fù)制獲得近乎完全同步的備份副本（這種做法對MySQL+InnoDB是一種尤為有趣的選項(xiàng)）。

需要注意，這樣的副本也許可以或無法支持聯(lián)機(jī)備份+前卷那樣的“時(shí)點(diǎn)”恢復(fù)（具體情況請參閱文檔）。雖然只在從一些非常糟糕的情況下恢復(fù)時(shí)需要“時(shí)點(diǎn)”恢復(fù)（實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中我從未遇到需要這種恢復(fù)的情況），不過真遇到這種糟糕的情況至少也能助我們一臂之力。

3、“即時(shí)”的ADD COLUMN語句。我們可能需要對生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行擴(kuò)展，這一點(diǎn)是確定無疑的。大部分時(shí)候這是通過ALTER TABLE… ADD COLUMN語句實(shí)現(xiàn)的。面對ADD COLUMN語句，很多RDBMS會簡單地將整個(gè)表重寫為新格式的行。如果表包含10億行，這一過程可能需要數(shù)小時(shí)?（在進(jìn)行復(fù)制的過程中，整個(gè)表將完全無法訪問，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫在數(shù)小時(shí)內(nèi)無法使用?）。讓ADD COLUMN能夠近乎即時(shí)（考慮到表的大小，可能需要幾毫秒的時(shí)間）執(zhí)行完成并不需要什么艱深的技術(shù)，有些RDBMS也確實(shí)能做到這一點(diǎn)，但是也不能忽視，這并不是一種普遍特性。

預(yù)算不足時(shí)的備選方案是實(shí)現(xiàn)無鎖ADD COLUMN（以及常規(guī)的ALTER TABLE），方法如下：

• 用新的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建“影子”表

• 通過觸發(fā)器將對當(dāng)前表的所有改動(dòng)寫入影子表

• 將數(shù)據(jù)從當(dāng)前表復(fù)制到影子表（一定要忽略已存在的行，因?yàn)橛|發(fā)器已經(jīng)在其中寫入內(nèi)容了）

• 用影子表取代當(dāng)前表

這種“廉價(jià)”的ADD COLUMN方法相當(dāng)繁瑣（全過程會對性能產(chǎn)生極大影響），但如果沒有其他更好的方法，這種做法至少可以起到一定的效果。

“即時(shí)”ALTER COLUMN（字段拓寬，Widening field）也是個(gè)很好的功能，但因?yàn)樽侄瓮貙捒赏ㄟ^ADD COLUMN模擬，因此顯得并不是太重要。

4、聯(lián)機(jī)表優(yōu)化。這個(gè)功能需要介紹一下。由于RDBMS會不斷修改表內(nèi)容，表的性能會逐漸退化（實(shí)際上取決于所用存儲引擎，從“行溢出（Overflow row）”到“死行（Dead row）”，我們會遇到各種不希望出現(xiàn)的情況）。為此有必要進(jìn)行一定的優(yōu)化（例如InnoDB的OPTIMIZE TABLE，DB/2的REORG TABLE，Postgres的VACUUM等），并且我們會需要聯(lián)機(jī)完成這些操作（無需讓整個(gè)數(shù)據(jù)庫徹底停擺，因?yàn)閷Π瑪?shù)百萬行內(nèi)容的表進(jìn)行優(yōu)化通常需要花很長時(shí)間）。

大部分時(shí)候，此類優(yōu)化需要?jiǎng)?chuàng)建“影子副本”（由數(shù)據(jù)庫自行創(chuàng)建，這總好過需要我們手工創(chuàng)建），這也意味著需要額外的存儲空間。不過至少有一個(gè)RDBMS提供了“原地”表優(yōu)化功能。

5、容器的重新平衡。雖然不像上文列出的其他問題那么重要，但我始終認(rèn)為“容器的重新平衡”也是RDBMS需要考慮的一個(gè)重要問題。

簡單來說，這個(gè)問題主要出現(xiàn)在添加存儲數(shù)據(jù)的新硬盤（這種情況時(shí)有發(fā)生），以及通過將數(shù)據(jù)分散在所有硬盤上實(shí)現(xiàn)提速時(shí)。此時(shí)可通過下列兩種方法之一實(shí)現(xiàn)：

(a) 使用RAID-10（這樣就無需考慮數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)的方式了）

(b) 通過多個(gè)RAID-1磁盤使用數(shù)據(jù)庫容器（因?yàn)閿?shù)據(jù)庫本質(zhì)上采用了類似RAID-0的工作原理）。

只要無需添加新硬盤（實(shí)際上通常在添加時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)冗余往往會成對增加硬盤），所有系統(tǒng)基本上是均等的，然而在添加了一對新硬盤后，我們需要對硬盤進(jìn)行“重新平衡”，借此實(shí)現(xiàn)負(fù)載的重新平衡，這一“重新平衡”的工作分別是由RAID或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的。RAID級別的重新平衡對服務(wù)器性能的影響遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)庫級別的重新平衡（尤其是有些情況下系統(tǒng)甚至完全無力承擔(dān)RAID級別重新平衡過程中產(chǎn)生的負(fù)荷）。

因此我更樂于選擇使用由數(shù)據(jù)庫管理的容器（會在增加容器后重新平衡，整個(gè)過程會保持盡可能平緩）。

不幸的是，缺乏具體用例情況下進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫性能評測其實(shí)沒有任何意義。

當(dāng)然，性能（尤其是寫性能）對OLTP數(shù)據(jù)庫至關(guān)重要。不幸的是，缺乏具體用例情況下進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫性能評測其實(shí)沒有任何意義。因此我只能盡量介紹一些與性能有關(guān)的知名RDBMS架構(gòu)功能及對某些功能的誤解。

人類從不以史為鑒，這本身就是最重要的“鑒”。

—— 奧爾德斯·赫胥黎

在向RDBMS提交SQL語句時(shí)，語句會被編譯為“執(zhí)行計(jì)劃”。而（無論數(shù)據(jù)庫開發(fā)者怎么想或數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的銷售人員怎么說）這樣的編譯器時(shí)不時(shí)總會出錯(cuò)。例如下面列出了一個(gè)常見的此類錯(cuò)誤：

• 我們正在使用基于統(tǒng)計(jì)信息（即基于成本）的SQL編譯器。

• 有一個(gè)很大的歷史表，其中包含一個(gè)TIMESTAMP字段（很常見的情況）。

• 統(tǒng)計(jì)信息恰好有些陳舊，例如晚了幾小時(shí)/幾天（總是會這樣）。

• 我們正在編譯的SQL語句會獲取“T=上一小時(shí)”之后的數(shù)據(jù)。

• 此時(shí)SQL編譯器查看統(tǒng)計(jì)信息發(fā)現(xiàn)我們所請求的T之后沒有任何數(shù)據(jù)，并決定針對上一小時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行索引掃描（并預(yù)期到將會讀取回0行數(shù)據(jù)）。

  其實(shí)還有其他（實(shí)際上更好的）執(zhí)行計(jì)劃（基于其他索引），但SQL優(yōu)化器（預(yù)期會通過索引掃描取回0行數(shù)據(jù)）決定使用基于時(shí)間的索引。

• 然而在上一個(gè)小時(shí)里產(chǎn)生了幾百萬筆事務(wù)，導(dǎo)致這次索引掃描工作需要耗費(fèi)極長的時(shí)間。

某些RDBMS會讓人感覺它們在設(shè)計(jì)時(shí)從未考慮過主要以寫操作為主的OLTP（而是更專注于讀取查詢）。雖然這并不意味著此類RDBMS從本質(zhì)上就很糟糕（畢竟大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫確實(shí)主要以讀取查詢?yōu)橹饕蝿?wù)），但在現(xiàn)實(shí)世界中，面對需要執(zhí)行大量寫操作的OLTP環(huán)境，這會成為一個(gè)不容忽視的問題。一起看看這些相當(dāng)著名的問題吧。

Postgres：甚至對非索引字段進(jìn)行更新也會導(dǎo)致Ctid的變化（存在爭議）

有報(bào)道稱現(xiàn)實(shí)用例中對包含大量索引的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新時(shí)，Postgres的數(shù)據(jù)庫會遇到嚴(yán)重的性能問題。相關(guān)問題的詳細(xì)討論可參考StackOverflow.PostgresUpdates和Klitzke，在我看來問題主要在于：

“由于索引需要通過Ctid引用行，一個(gè)簡單的UPDATE（哪怕針對非索引列執(zhí)行）也會改變Ctid，導(dǎo)致引用了被更改行的表中每個(gè)索引中的Ctid均需要重寫?！?/p>

這就很糟了，對寫操作負(fù)擔(dān)重的OLTP數(shù)據(jù)庫尤為如此。另外從Postgres 8.3開始提供了一種所謂的Heap-Only Tuples（HOT）功能，該功能至少在理論上應(yīng)該能消除大部分相關(guān)問題（然而我沒找到任何能確認(rèn)這一點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)用例），該功能的簡要介紹可參閱Postgres.HOT。這個(gè)功能的大致思路是：在HOT正常工作的前提下，如果新行可以放入同一頁，那么無論Ctid如何變化，索引依然會指向同一頁，因此無需更新索引。當(dāng)然這種想法有一定效果，但前提是新行可以放入同一頁，為此似乎可以通過“機(jī)會型的（Opportunistic）Mini-vacuum”實(shí)現(xiàn)：盡管Postgres依然無法清理（Prune）需要更新的Tuple（出于MVCC的考慮必須保持精簡），但（據(jù)推測）可以對同一頁中較舊的Tuple進(jìn)行清理，這樣也許可以在同一頁中保存新行并避免更新索引。

底線是：雖然Postgres存在不必要的索引更新問題，但通過HOT功能大幅緩解了這個(gè)問題，但HOT能否完全解決這個(gè)問題還有待討論（這種緩解過程可能需要額外的配置以便在頁中為HOT提供所需的空間），但至少我們可以針對數(shù)據(jù)庫實(shí)例監(jiān)視HOT的運(yùn)行效率（可參閱Postgres.HOT）。

雖然內(nèi)存中數(shù)據(jù)庫為OLTP應(yīng)用提供了巨大收益，但我并不會出于這種用途考慮選擇MemSQL，原因如下。

正如Mituzas所述，MemSQL會使用耗時(shí)50毫秒的投票發(fā)起數(shù)據(jù)庫日志寫入操作。對任何類型的OLTP數(shù)據(jù)庫來說這都是一種很糟糕的做法，但如果你考慮我的建議選擇單一寫入數(shù)據(jù)庫連接架構(gòu)，MemSQL的這種所謂“功能”會造成極為嚴(yán)重的后果。一定要反復(fù)核實(shí)該產(chǎn)品是否還在使用這個(gè)功能，如果在使用，至少應(yīng)該盡量避免使用單一寫入數(shù)據(jù)庫連接的配置。

為了對SQL語句進(jìn)行調(diào)試和Profiling，至少需要具備一個(gè)能展示SQL查詢“執(zhí)行計(jì)劃”的工具。

面對生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，我們需要對SQL語句進(jìn)行調(diào)試和Profiling。至少需要具備一個(gè)能展示SQL查詢“執(zhí)行計(jì)劃”的工具。這樣才能預(yù)測查詢的執(zhí)行方式（即，SQL語句編譯后的執(zhí)行計(jì)劃將用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，或從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫狀態(tài)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)庫）。

另外執(zhí)行計(jì)劃只能告訴我們預(yù)測的執(zhí)行成本（通過數(shù)據(jù)庫狀態(tài)計(jì)算而來），但可能與實(shí)際情況存在數(shù)量級的差異。

為此可以使用某些類型的實(shí)時(shí)Profiling技術(shù)。這類工具可能有一定的作用，但在我看來并非絕對必要：通常來說只要具備一些經(jīng)驗(yàn)和常識，就可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些與查詢有關(guān)的性能問題（一般來說，迫使數(shù)據(jù)庫使用我們指定的查詢計(jì)劃，這往往要比確定當(dāng)前所用查詢計(jì)劃表現(xiàn)欠佳的原因更為困難)。

目前已經(jīng)有不少RDBMS提供了內(nèi)存中處理功能。這些功能主要可分為兩類：

• 非持久內(nèi)存中處理。例如通過RAM磁盤運(yùn)行RDBMS，以及為MySQL使用MEMORY存儲引擎。但這種方式通常無法用于OLTP數(shù)據(jù)庫。

• 持久內(nèi)存中處理。這種方式類似于在應(yīng)用和RDBMS之間添加了一層內(nèi)存緩存（實(shí)際上Oracle的TimesTen IMDB Cache就是作為一種緩存進(jìn)行宣傳的）。下文將要介紹的所有大型商用RDBMS供應(yīng)商都提供了類似技術(shù)，但每種技術(shù)都需要耗費(fèi)血本。

然而非持久內(nèi)存中處理技術(shù)通常并不適合OLTP數(shù)據(jù)庫

面對極高的負(fù)載，我們遲早需要為數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建（只讀的）副本（Replica）。如果所用RDBMS產(chǎn)品支持復(fù)制（并能正確使用），就可以自動(dòng)創(chuàng)建所需副本。

大部分時(shí)候我們最需要的是一種所謂的主從異步復(fù)制（這樣從副本的延遲才不會影響主副本）。此外可能還會用到其他相關(guān)功能，例如副本合并（同樣適用于簡單的主從異步環(huán)境，但絕對不會產(chǎn)生任何沖突）。

然而從我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來看，RDBMS提供的復(fù)制功能在高負(fù)載情況下通常表現(xiàn)都很糟。有這樣一個(gè)極端案例：在負(fù)載持續(xù)多天維持每天不超過1百萬筆事務(wù)的情況下，復(fù)制功能總是因?yàn)橐恍╇y以理解的錯(cuò)誤而失敗，需要對副本進(jìn)行完整的重新同步（這也是個(gè)非常頭疼的問題）。這種情況告訴我們：

在實(shí)際使用前一定要通過極為嚴(yán)苛的負(fù)載對復(fù)制機(jī)制進(jìn)行測試。

DUD：設(shè)備或機(jī)械由于無法正常工作或運(yùn)轉(zhuǎn)失敗而顯得無用。  — 維基詞典

好在如果你選擇的復(fù)制技術(shù)恰好就是這樣的“DUD”（并且使用了單一連接的方法），還可以用相對較為簡單的方法自行進(jìn)行復(fù)制。

RDBMS提供的分區(qū)（Partitioning）是一種實(shí)現(xiàn)可縮放性的工具，但往往會被過度吹捧。但是我本人也傾向于選擇無需共享（Share-Nothing）的模式（并采用應(yīng)用層面的分區(qū)），因?yàn)橄啾葘⒁粋€(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)至多臺服務(wù)器，這種方式可以上線更為線性的縮放能力。但有些情況下RDBMS提供的分區(qū)功能也會顯得較為有用，因此如果提供有這樣的功能，也可以將其看作一個(gè)“加分項(xiàng)”（盡管可能并不像RDBMS銷售人員說的那么天花亂墜）。

在比較不同RDBMS時(shí)，你肯定會看到有關(guān)不同RDBMS對JOIN的支持情況，或?qū)QL標(biāo)準(zhǔn)不同解釋的大量爭議。然而有一件事必須注意：

雖然所有這些問題對“報(bào)表”和“分析”數(shù)據(jù)庫非常重要，但從以往經(jīng)驗(yàn)來說，對OLTP數(shù)據(jù)庫并不重要。

OLTP數(shù)據(jù)庫是一種很奇怪的東西，尤其是這一領(lǐng)域很少會使用JOIN語句。當(dāng)然，你可能有時(shí)候會需要JOIN（畢竟這是SQL的全部），但大部分情況下OLTP數(shù)據(jù)庫并不需要JOIN（哪怕真的需要JOIN，也可以非常簡單地實(shí)現(xiàn)）。因此除非為“報(bào)表”和“分析”使用同一個(gè)數(shù)據(jù)庫（下文將詳細(xì)介紹），這個(gè)問題其實(shí)并不重要。

然而有些時(shí)候確實(shí)需要為“報(bào)表”和OLTP使用同一個(gè)RDBMS

然而有些時(shí)候確實(shí)需要為“報(bào)表”和OLTP使用同一個(gè)RDBMS，尤其是恰巧在這兩類數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行了RDBMS級別的復(fù)制時(shí)，可以無需自行實(shí)現(xiàn)，直接獲得所需副本（過程較為簡單，但非常耗時(shí)）。

RDBMS供應(yīng)商（尤其是商用供應(yīng)商）還過度鼓吹了另一個(gè)問題：容錯(cuò)。使用容錯(cuò)功能的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器并不能保證可以改善MTBF（考慮到容錯(cuò)系統(tǒng)本身的MTBF并非無限的，很容易得出這樣的結(jié)論）。更重要的是，現(xiàn)實(shí)情況告訴我們，容錯(cuò)功能的MTBF通常低于高質(zhì)量服務(wù)器硬件自身的MTBF，這意味著如果不使用容錯(cuò)機(jī)制，系統(tǒng)本身的MTBF反而更高（這也是現(xiàn)實(shí)世界中經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論）。換句話說，對于高質(zhì)量服務(wù)器，硬件（例如CPU或主板）故障幾率遠(yuǎn)低于容錯(cuò)系統(tǒng)出錯(cuò)（進(jìn)而導(dǎo)致各種類型的麻煩，直到最棘手的“腦裂（Split brain）”）的幾率。

當(dāng)然，有些情況下確實(shí)需要容錯(cuò)（例如證交所或銀行的系統(tǒng)），但這些系統(tǒng)很可能運(yùn)行在DB/2 / Oracle產(chǎn)品之上，它們在這方面表現(xiàn)其實(shí)差不多，因此RDBMS的容錯(cuò)問題也就不那么重要了。

一旦開始考慮商用RDBMS的許可問題，你會發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品不僅昂貴，而且許可機(jī)制極為復(fù)雜，可能需要花費(fèi)數(shù)天時(shí)間才能理解到底要花多少錢。

最后同樣重要的一個(gè)問題：還需要考慮許可的獲取及相關(guān)成本。一旦開始考慮商用RDBMS的許可問題，你會發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品不僅昂貴，而且許可機(jī)制極為復(fù)雜，可能需要花費(fèi)數(shù)天時(shí)間才能理解到底要花多少錢。我對截止2016年底市面上三大商用RDBMS的許可情況分析如下。

首先是幾個(gè)說明：

• 我會盡可能以“每內(nèi)核”方式比較不同產(chǎn)品的價(jià)格。

• 我只關(guān)注面向生產(chǎn)環(huán)境的許可，“開發(fā)者版”、“學(xué)生版”，只能通過托管供應(yīng)商獲得的版本等特殊版本不予考慮。

• 此外我還會忽略“授權(quán)的客戶端”這種許可模式（畢竟這種模式無法適用于用戶數(shù)未知的部署）。

• 聲明：有關(guān)許可的介紹信息基于“我本人盡最大努力后的理解”，但不提供任何保證。在制定任何決策，尤其是要購買昂貴的產(chǎn)品前，還行自行分析相關(guān)信息。

• 另外需要注意，雖然存在一些共同的趨勢（例如免費(fèi)提供較為基本的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品），但商用數(shù)據(jù)庫的許可經(jīng)常會發(fā)生變化，尤其是內(nèi)核數(shù)方面的限制，通常數(shù)量可能增加，但也有可能降低。

• 最后同樣重要的是：一定要與經(jīng)銷商好好砍價(jià)，有時(shí)候甚至能達(dá)到50%的折扣，對于更大金額的合約甚至折扣可以高達(dá)80%。

在各大主要商用數(shù)據(jù)庫中，MS SQL Server是最便宜，許可模式最簡單的產(chǎn)品之一（沒錯(cuò)，按照商用RDBMS的標(biāo)準(zhǔn)來看真的是既便宜又簡單）。注：下列數(shù)據(jù)來自SQLServer.Editions。

1、Microsoft SQL Server Express

成本：免費(fèi)。

局限：最多1顆處理器（或4個(gè)內(nèi)核，取較小值），1GB內(nèi)存，數(shù)據(jù)庫體積上限10GB。SQL Server 2016中這些限制適用于每實(shí)例，主要限制了每個(gè)實(shí)例（而非每臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）可用資源總量，通過一臺物理服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)實(shí)例繞過這些每實(shí)例限制的做法是官方允許的，詳情請參閱SQLServer.CapacityLimits。

考慮到每個(gè)數(shù)據(jù)庫10GB容量的限制，就算為每個(gè)服務(wù)提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫，也會很快達(dá)到上限。

因此該版本非常適合為每個(gè)服務(wù)提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫（無論是否使用單一數(shù)據(jù)庫連接）的模式。然而考慮到每個(gè)數(shù)據(jù)庫10GB容量的限制，就算為每個(gè)服務(wù)提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫，也會很快達(dá)到上限。

具備的功能：基本的SQL功能，支持24×7運(yùn)行，可充當(dāng)復(fù)制關(guān)系中的客戶端。

欠缺的功能：分區(qū)，充當(dāng)復(fù)制關(guān)系中的主副本。

當(dāng)然，該版本可以由用戶自行進(jìn)行分區(qū)和復(fù)制，如果希望針對企業(yè)版之外SQL Server版本自行分區(qū)，可使用一些工具，例如Clement實(shí)現(xiàn)。

2、Microsoft SQL Server Standard

成本：約每內(nèi)核2千-4千美元（可參閱Ozar和SQLServer.Pricing）。

局限：最多4顆處理器（或24個(gè)內(nèi)核，取較小值），128GB內(nèi)存，數(shù)據(jù)庫大小幾乎無上限。

具備的功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行、復(fù)制，及SQL Profiler。

缺乏的功能：分區(qū)。

只要預(yù)算允許，SQL Server Standard是一款完整功能的RDBMS產(chǎn)品，很適合用于OLTP負(fù)載。我通常更愿意選擇該產(chǎn)品而非MySQL（出于可靠性和功能豐富程度的考慮），然而如果預(yù)算極為充足，我會考慮用DB/2或Oracle產(chǎn)品代替（雖然通常更貴，但相比MS SQL而言，長遠(yuǎn)來看通常會更可靠）。

3、Microsoft SQL Server Enterprise

成本：每內(nèi)核7千-1.4萬美元。

局限：無。

具備功能：需要的一切功能，外加內(nèi)存中OLTP處理。

缺乏的功能：無。

SQL Server Enterprise無疑很貴，老實(shí)說我沒看到該版本有任何實(shí)際用例，除了內(nèi)存中OLTP（在這一領(lǐng)域SQL Server在價(jià)格方面遠(yuǎn)超其他所有商用RDBMS）。其實(shí)如果你按照本書其他章節(jié)提供的思路來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，除非每天寫入事務(wù)量上億，否則通常并不需要內(nèi)存中OLTP，這樣價(jià)格也就顯得不是那么的高。

BM DB/2在一個(gè)領(lǐng)域是不容置疑的冠軍：盡可能讓價(jià)格高到離譜讓人難以置信。然而DB/2也確實(shí)具備一些不錯(cuò)的技術(shù)特性（我本人就有良好的使用體驗(yàn)），因此成本分析中也包含了這個(gè)產(chǎn)品。

1、DB/2 Express-C

成本：免費(fèi)。

局限：最多2個(gè)內(nèi)核，16GB內(nèi)存，數(shù)據(jù)庫體積上限15TB。這一系列限制適用于每臺服務(wù)器（而非每個(gè)實(shí)例），但也可適用于每個(gè)虛擬化會話，詳情請參閱RadaMelnyk。

具備的功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行。

缺乏的功能：分區(qū)，復(fù)制。

總的來說，對于大部分單一寫入數(shù)據(jù)庫連接部署（尤其是使用副本作為報(bào)表用途時(shí)），2內(nèi)核的限制并不是太糟，通常可在無需面臨太多局限的情況下滿足要求。其他局限其實(shí)也顯得不是太糟糕了。

另外還可參閱上文自行實(shí)現(xiàn)分區(qū)和復(fù)制的介紹（DB/2的自行分區(qū)實(shí)現(xiàn)方式與SQL Server差不多）。

2、DB/2 Express

DB/2 Express主要有兩種值得我們考慮的定價(jià)模式。

成本：DB/2 Express主要有兩種值得我們考慮的定價(jià)模式。其中之一基于一種名為PVU（暫不考慮其含義）的概念：約為每PVU 70美元[3]及每內(nèi)核100PVU，換算后價(jià)格為每內(nèi)核7千美元。另一種定價(jià)模式基于所謂的FTL概念，可將其簡單理解為包年訂閱的全套方案（初始TCO較低，長期范圍內(nèi)較高）。然而我暫時(shí)沒找到有關(guān)DB/2最新FTL定價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。

局限：最多8內(nèi)核，64GB內(nèi)存（每服務(wù)器），數(shù)據(jù)庫大小上限15TB。

具備的功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行和復(fù)制（一種名為SQL Replication的復(fù)制方式）。

缺乏的功能：分區(qū)，Q Replication。

DB/2 Express相當(dāng)貴，但功能也相當(dāng)強(qiáng)大。對于OLTP應(yīng)用，通常使用中不可能達(dá)到規(guī)格上限，但對報(bào)表（和分析）副本，這樣的上限略微有些低。

3、DB/2 Workgroup

顧名思義，DB/2 Workgroup與DB/2 Express基本類似，但存在下列差異：

上限提高至16個(gè)內(nèi)核與128GB內(nèi)存（每服務(wù)器）。相比DB/2 Express，成本提高約1.5倍（大約每內(nèi)核1萬美元左右）。是否可以將Workgroup版用于OLTP應(yīng)用這不太好說，但報(bào)表副本可以從該版本提高的上限中獲益。

4、DB/2 Enterprise

相比DB/2 Workgroup，上限有所提高，但價(jià)格也有了5倍-6倍的提升（約為每內(nèi)核5萬美元左右?。４送釫nterprise Server還提供了一些花哨的功能（例如Q Replication），但老實(shí)說與其支付對這么貴的價(jià)格，不如自行開發(fā)復(fù)制機(jī)制 ;-)。

實(shí)際上我沒看到任何將DB/2 Enterprise用于OLTP的用例（甚至銀行/證交所也不會這樣做）。

5、 DB/2 Advanced * Server

為了讓許可機(jī)制變得更復(fù)雜，DB/2還提供了Advanced Workgroup Server和Advanced Enterprise Server版本。這些版本的價(jià)格高得離譜（Advanced Workgroup的價(jià)格與非Advanced Enterprise版價(jià)格類似，但Advanced Enterprise的價(jià)格比非Advanced Enterprise版高了1.5倍）。另外他們還提供了每TB容量定價(jià)的模式（Advanced Workgroup版每TB容量約5萬美元，Advanced Enterprise版每TB10萬美元）。OLTP數(shù)據(jù)庫的容量通常不會超過1TB（但他們沒提供低于1TB容量的許可），因此可以將其理解為實(shí)際成本。

在OLTP處理方面，DB/2 Advanced Workgroup Server的用例可能只有一個(gè)：那就是你真的非?！安徊铄X”，并且同時(shí)你還需要內(nèi)存處理技術(shù)。

相比BD/2，Oracle的許可機(jī)制略微簡單，但實(shí)際價(jià)格更加昂貴。

1、Oracle DB Express (DB XE)

成本：免費(fèi)

局限：11GB用戶數(shù)據(jù)，最高1GB內(nèi)存，單一內(nèi)核。

具備的功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行。

缺乏的功能：分區(qū)，復(fù)制。

在我看來，11GB用戶數(shù)據(jù)的限制使得該產(chǎn)品基本無法用于現(xiàn)實(shí)環(huán)境，哪怕為每個(gè)服務(wù)使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫也是如此。然而對于OLTP，也不是完全不現(xiàn)實(shí)。

2、Oracle DB Standard Edition 2 (DB SE2)

成本：每內(nèi)核17500美元[4]（永久許可），每內(nèi)核3500美元（1年期限），此外如果稍后需要使用其他功能，需要隨時(shí)準(zhǔn)備好為這些功能額外付費(fèi)。

局限：最多16個(gè)內(nèi)核（或2個(gè)處理器，取較小值）。

具備功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行，復(fù)制。

缺乏的功能：分區(qū)。

老實(shí)說，SE2應(yīng)該已經(jīng)可以滿足所有OLTP負(fù)載的需求（內(nèi)存中處理除外），但成本同樣很高。

3、Oracle DB Enterprise Edition (DB EE)

成本：每內(nèi)核47500美元（永久許可），每CPU 9500美元（1年期限），此外如果稍后需要使用其他功能，需要隨時(shí)準(zhǔn)備好為這些功能額外付費(fèi)。

局限：無。

具備功能：基本的SQL，支持24×7運(yùn)行，復(fù)制，分區(qū)。

額外付費(fèi)的可選功能：內(nèi)存中處理（適用于Oracle EE的TimesTen In-Memory Cache）。

我認(rèn)為唯一OLTP環(huán)境中有必要使用Oracle EE的唯一原因是TimesTen，而這技術(shù)真是貴得過分。

上文內(nèi)容可總結(jié)在下表中（但是要注意：下表列出的都是對OLTP生產(chǎn)環(huán)境較為重要的因素，與報(bào)表、分析等場景的關(guān)系不大。也就是說，下表并不能告訴你“總的來說最棒的RDBMS是哪個(gè)”，而是會告訴你“以寫操作為主的OLTP應(yīng)用最適合的數(shù)據(jù)庫是哪個(gè)”）：

注意：對OLTP最為重要的特性均使用了粗體字

從上表中可以發(fā)現(xiàn)，RDBMS的選擇并不像想象中那么容易。免費(fèi)的數(shù)據(jù)庫固然很有吸引力;-)，但一些問題使其無法用于生產(chǎn)環(huán)境。老實(shí)說，如果能忽略價(jià)格，我肯定會選擇上述一種商用RDBMS來使用（也許會選擇DB/2或Oracle）。然而就算“標(biāo)準(zhǔn)”、“Express”之類版本的商用RDBMS，價(jià)格也顯得非常高，對于企業(yè)級的版本，簡直有些高得讓人無法接受，實(shí)際上通常我們并不需要這些產(chǎn)品。

因此如果要開始一個(gè)全新的項(xiàng)目，我也許會考慮各種不同選項(xiàng)，并根據(jù)項(xiàng)目的具體需求權(quán)衡利弊。

對于“我們要使用哪個(gè)RDBMS”這樣的問題，最可行的回答也許就是：“哪個(gè)都行”。這是個(gè)很有趣（并且很可行）的選項(xiàng)，為此我們需要確保自己的SQL語句可以跨越不同RDBMS使用。

所有 RDBMS供應(yīng)商都在努力實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商鎖定，并且通常都會成功。

雖然可以編寫與具體RDBMS無關(guān)的SQL語句，但通常來說這樣做的難度會介于“相當(dāng)難”和“十分難”之間（在我看來，遠(yuǎn)比編寫跨平臺C++更難，而C++本身就夠難著手了）。如此難的主要原因在于所有RDBMS供應(yīng)商都在努力實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商鎖定，并且通常都會成功。如果你向負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的同事詢問這類夸RDBMS的方法，他們有99%的可能性會讓你別犯傻了，為啥放著<他們自己所熟悉的任何RDBMS產(chǎn)品>那么棒的功能不用。

作為各類供應(yīng)商鎖定做法始終不渝的反對者，我非常提倡跨RDBMS SQL（并且已經(jīng)獲得了不錯(cuò)的成績）。然而這畢竟不是決定項(xiàng)目生死的問題，具體怎樣做還要由你來決定。所有跨平臺的做法面臨著一個(gè)共同的情況：一開始很痛苦，但長遠(yuǎn)來看終究會讓你獲益。

如果你也打算朝著這個(gè)方向努力，需要注意一些重要的常見問題：

• 不要使用存儲過程（Stored procedure） – 不同供應(yīng)商的做法完全不同。你可以通過應(yīng)用級別的“數(shù)據(jù)庫服務(wù)器”將數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用隔離，并且實(shí)際操作遠(yuǎn)比聽上去簡單很多（妥善規(guī)劃的語句通?？蓪?shí)現(xiàn)極為類似的性能）。

• 不要使用觸發(fā)器。大部分情況下并不需要它們（雖有例外，但很罕見也很少見）。

• 不要使用自動(dòng)增量之類的措施[5]

• 不要使用特定供應(yīng)商專有的功能（最常見的例子是CURRENT_TIMESTAMP/CURRENT TIMESTAMP/getdate()/Now()）。

另外，無論負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的那幫人怎么跟你說，具體供應(yīng)商專有的擴(kuò)展都不是獲得更高性能所必需的。

最后同樣重要的是，對SQL綁定（Binging）進(jìn)行編譯（下文將進(jìn)行介紹，出于很多原因考慮這都是一種很好的做法）可以對跨平臺SQL的實(shí)現(xiàn)提供巨大的幫助。

跨平臺SQL姑且不談，看看都有哪些選項(xiàng)吧。最主要的方法是使用免費(fèi)的RDBMS。

如果為OLTP應(yīng)用使用免費(fèi)的RDBMS，我更愿意選擇MySQL+InnoDB而非Postgres。在我看來，有關(guān)Postgres的設(shè)計(jì)決策更適合讀取密集型工作負(fù)載而非寫入密集型負(fù)載，有報(bào)道Postgres面對寫入密集型OLTP環(huán)境存在嚴(yán)重的性能問題。另外根據(jù)第三方報(bào)道，很多非常大型的公司（例如Skype）已經(jīng)成功使用PostgreSQL運(yùn)行了非常的規(guī)模的負(fù)載，因此在OLTP應(yīng)用中使用Postgres是非?？尚械摹?/p>

另一方面我要說的是，如果將MySQL用作OLTP數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)環(huán)境中的運(yùn)行并不像你想象的那么簡單，尤其是為表添加新字段是一種相當(dāng)繁瑣的操作（但也是可以實(shí)現(xiàn)的）。

關(guān)于RDBMS還有個(gè)問題需要注意：當(dāng)同一時(shí)間有成千上萬用戶后，任何停機(jī)事件都會造成巨大的損失。這方面商用RDBMS通常比MySQL的社區(qū)版做得更好（社區(qū)版在這方面的改動(dòng)比商用數(shù)據(jù)庫更頻繁，詳情可參閱Schwartz的討論），當(dāng)然也比Postgres做得好（例如可以參閱Klitzke有關(guān)間歇性數(shù)據(jù)不一致問題的抱怨）。如果選擇MySQL企業(yè)版，其實(shí)從價(jià)格方面考慮已經(jīng)和另一個(gè)競爭者M(jìn)icrosoft SQL Server的價(jià)格相差無幾了（如果要在不考慮價(jià)格的前提下從這兩者中做選擇，我更愿意選擇至少為OLTP使用SQL Server）。

Microsoft SQL Server的定位恰巧位于兩個(gè)極端（免費(fèi)的數(shù)據(jù)庫，極為昂貴的DB/2和Oracle）之間。很多實(shí)際用例中，用戶會出于穩(wěn)定性（24x7連續(xù)運(yùn)行）和價(jià)格的折衷而選擇更顯合理的SQL Server。

這樣的搭配（總成本約為4萬-8萬美元）通?？梢詰?yīng)對同時(shí)訪問的成千上萬個(gè)用戶

如果選擇SQL Server，也許可以首先從免費(fèi)的SQL Server Express著手（并在數(shù)據(jù)庫容量超過不怎么大的“10GB上限”之前繼續(xù)使用），隨后可以考慮為OLTP購買SQL Server Standard的4內(nèi)核許可，并隨著需求的增加為報(bào)表副本購買2個(gè)8內(nèi)核許可。這樣的搭配（共20個(gè)內(nèi)核的許可，總價(jià)格約為4萬-8萬美元）通?？梢詰?yīng)對同時(shí)訪問的成千上萬個(gè)用戶。如果預(yù)算允許，這將是一種非?？尚械倪x項(xiàng)。

但我想強(qiáng)調(diào)的是，從功能和可靠性的角度考慮（暫不考慮SQL Server過去20年來脫胎換骨的改進(jìn)），我依然不認(rèn)為MS SQL Server可以成為DB/2和Oracle勢均力敵的對手。然而考慮到其價(jià)格（相比其他商用產(chǎn)品更便宜），選擇SQL Server也是一個(gè)適度的妥協(xié)。

我認(rèn)為比較可行的方法是，使用商用RDBMS（我個(gè)人在使用DB/2時(shí)獲得了不錯(cuò)的體驗(yàn)）作為OLTP數(shù)據(jù)庫。從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來說，此時(shí)最多只需要4個(gè)內(nèi)核。同時(shí)依照個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，OLTP數(shù)據(jù)庫通常并不大（大部分空間都用來保存歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)其實(shí)可以轉(zhuǎn)移到副本中），因此大部分情況下就算為OLTP系統(tǒng)使用免費(fèi)版RDBMS也是可行的（考慮到各自的局限，免費(fèi)版DB/2的可行性高于Oracle和SQL Server，但超出免費(fèi)版限制后DB/2的成本會更高。

如果免費(fèi)版不夠用，通常使用“標(biāo)準(zhǔn)版”、“Express”版OLTP數(shù)據(jù)庫（但并不用于報(bào)表副本）也是可以的（至少你已經(jīng)考慮了成本的問題，而1萬-3萬美元的成本也并沒有高到離譜）。

如果為報(bào)表副本使用商用RDBMS（MS SQL Server除外），很可能需要付出更高成本。為了避免這種問題，我們可以使用自行實(shí)現(xiàn)的副本，并通過首選RDBMS之外的其他產(chǎn)品運(yùn)行這些副本（例如Postgres，但有必要進(jìn)行相應(yīng)的測試以確保復(fù)制寫操作負(fù)載的處理速度足夠快）。

最后同樣重要的是：如果是證交所、銀行、賭場的系統(tǒng)，如果不愿意承擔(dān)任何風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)最佳做法是完全使用DB/2或Oracle。這些行業(yè)通常很賺錢，DB/2或Oracle的許可成本完全不是問題，并且這些RDBMS也是公認(rèn)的高負(fù)荷OLTP環(huán)境最佳選擇（并提供了這些環(huán)境必須的功能）。然而就算這種環(huán)境，大部分情況下Workgroup/SE2版的OLTP數(shù)據(jù)庫也足夠了（但也要具體問題絕體分析）。

1. [StackOverflow.PostgresUpdates] “Why can MySQL handle multiple updates concurrently and PostgreSQL can't?”, StackOverflow

2. [Klitzke] EVAN KLITZKE, “WHY UBER ENGINEERING SWITCHED FROM POSTGRES TO MYSQL”

3. [Postgres.HOT] “Interaction with HOT”

4. [Mituzas] Domas Mituzas, “MySQL is bazillion times faster than MemSQL”

5. [SQLServer.Editions] “SQL Server Editions”

6. [SQLServer.CapacityLimits] “Compute Capacity Limits by Edition of SQL Server”

7. [Clement] Clement Huge, “Data partitioning on Sql Server Express, Standard and Enterprise edition - Part 2”

8. [Ozar] Brent Ozar, “Microsoft SQL Server Licensing Simplified into 7 Rules”

9. [SQLServer.Pricing] “How to license SQL Server”

10. [RadaMelnyk] Amyris Rada and Roman Melnyk, “Which distributed edition of DB2 10.5 is right for you?”

11. [Rusanu] Remus Rusanu, “Online non-NULL with values column add in SQL Server 2012”

12. [Randal] Paul S. Randal, “Rebalancing data across files in a filegroup”

13. [Schwartz] Baron Schwartz, “What would make me buy MySQL Enterprise?”

14. [Github.pg_hint_plan] “pg_hint_plan”, Git

15. [Postgres.QueryPlanning] “PostgreSQL. Query Planning”

本文系“No Bugs” Hare原創(chuàng)文章，已經(jīng)授權(quán)InfoQ翻譯并傳播。閱讀英文原文：Choosing RDMBS for OLTP DB（http:///choosing-rdmbs-for-oltp-db/）本文歸屬于即將出版的圖書《Development&Deployment of Multiplayer Online Games》第2卷“Beta”版第11(f)章。目前這本書正處于Beta測試階段，Beta測試意在改善圖書質(zhì)量，并為協(xié)助改善本書的熱心人提供免費(fèi)的“可發(fā)行”電子版本，更多詳情請參閱“圖書的Beta測試”。Beta測試過程中發(fā)布的所有內(nèi)容可能會在圖書正式出版前有所改動(dòng)。

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