第2章

从集中式到分布式数据库

话说天下大势，分久必合，合久必分。周末七国分争，并入于秦。及秦灭之后，楚、汉分争，又并入于汉。汉朝自高祖斩白蛇而起义，一统天下，后来光武中兴，传至献帝，遂分为三国。

天下大势的分分合合，正如走路使用两条腿，左右交替进行，才能行稳致远。只有左，或者只有右，都只能步履蹒跚。

20世纪70～80年代，集中式数据库的代表Oracle、Db2问世，之后不断推陈出新，在商业银行独领风骚数十年。但随着商业银行业务模式的不断创新，产生了大量数据，特别是交易吞吐量开始有了上千倍的增长。在这种情况下，现有的集中式数据库受制于硬件的发展，遇到了性能和容量瓶颈，如何提升数据库的处理能力就摆在了所有商业银行的面前。

在现有的计算机体系结构和硬件没有获得实质性突破（如量子计算的商用）之前，聪明的人类通过对架构的改进，推出了分布式数据库，极大地增强了系统的整体性能和容量，满足了当前飞速发展的业务需要！

集中式和分布式就如数据库的两条腿，交替迈进，有力地推动了数据库领域的发展，本章将详细讲解数据库从集中式到分布式的演进过程。

随着商业银行数字化业务的加速发展，以及摩尔定律的失效，集中式数据库由于采用单机部署而遇到了性能和容量瓶颈，这不仅意味着业务发展受到影响，而且某种程度上也会影响现有系统的稳定性和可用性。

早在2010年，一些大型的互联网公司就遇到这类制约业务发展的技术问题。最原始的方案就是将一个MySQL数据库拆分为多个库。为了应用程序访问拆分后的多个数据库，阿里巴巴开发了TDDL（Taobao Distributed Data Layer）框架，解决分库分表对应用的透明化以及异构数据库之间的数据复制；2016年，当当网又发起了Sharding-JDBC项目，这些方案都是通过包装JDBC来屏蔽MySQL分库分表的逻辑，实现业务系统如同使用单机数据库一样方便。

后来，JDBC封装框架逐渐演变到中间件。在TDDL的基础上，阿里巴巴逐渐发展出来了DRDS；当当网发起的Sharding-JDBC转移到京东数科。京东数科的数据库技术人员之后又孵化出来了Sharding-Proxy，目前已经作为Apache软件基金会的顶级项目，名称为Apache ShardingSphere。这些方案都是以一个虚拟的MySQL Server提供更透明和无侵入的客户端接入服务。

另一方面，随着Google的Spanner、阿里巴巴的OceanBase和PolarDB、AWS的Aurora、PingCAP的TiDB、Cockroachlabs的CockroachDB等商业或开源技术的不断发展，分布式数据库开始大规模兴起。这些技术试图通过一个直接的分布式数据库来解决上述问题，而不仅是包装JDBC或者中间件来解决。

以上种种对于企业来说，都是通过采用类似Apache ShardingSphere这种分布式的数据库中间件或者CockroachDB这种分布式数据库作为整体解决方案，增强数据库的吞吐能力，保证高可用和实时强一致性的同时，实现线性的水平扩展能力，在一定规模上提升企业信息系统的数据管理上限。

本章以某商业银行电商管家系统讲起，介绍该系统演化中每一个阶段的技术特点、解决的问题、适用的场景等；最后进入本章的主题，将以中信银行自研的金融级分布式数据库——GoldenDB为例，深入讲解其原理、应用开发和运维最佳实践。