MySQL的將來在哪？

摘要： 阿里雲 MySQL&MariaDB 數據庫產品結合開源社區，提供了穩定、可靠、便捷、彈性的在線數據庫服務，幫助全球企業客戶進行數字化轉型。MySQL發展經歷了一系列變化，從Sun到Oracle，發展也通過了幾個階段。

阿里雲 MySQL&MariaDB 數據庫產品結合開源社區，提供了穩定、可靠、便捷、彈性的在線數據庫服務，幫助全球企業客戶進行數字化轉型。MySQL發展經歷了一系列變化，從Sun到Oracle，發展也通過了幾個階段。MySQL從5.7版本開始走上了代碼重構之路，這爲MySQL將來10年的發展奠基了堅實基礎，而將來MySQL將和雲計算碰撞出什麼樣的火花？本文中，阿里雲研究員呂漫漪將爲你們分享MySQL的前世此生。

MySQL的過去

對於MySQL而言，其最大的發展變化就是被Sun收購，可是Sun本來就有數據庫團隊，MySQL被收購以後兩個團隊也合併了起來。MySQL的團隊懂得社區而且有激情，而Sun的團隊懂得怎樣軟件工程化，懂得保證質量和產品迭代，所以團隊合併以後對於MySQL的改變很大。在這以後Sun被Oracle收購，這又是另一個轉折點，Oracle不只給了MySQL團隊很大自由，也投入了不少人力和物力。這也保證了201三、2015以及2018年，每間隔2年多的時間就能推出一個較爲成熟的新版本，而在2018年以後其迭代週期就會迅速變短，由於朝着物聯網方向發展，大概每三個月就會迭代一次。

近十年中，Oracle作了不少很好的事情，其中有一點事情雖然不多談到，可是對於以後的發展卻極爲重要，那就是——代碼重構。你們都但願完善功能，提升性能，可是不多有人作了代碼重構。所謂代碼重構就是在不改變功能的前提下，改善代碼結構，提升可讀性和可擴展性。這件事情雖說起來簡單，可是作起來難，特別是在進行決策的時候。MySQL5.6版本的時候決定進行代碼重構，這是由於，Oracle增長了不少人力進入MySQL項目，可是當時的系統卻存在不少Bug，這使得代碼維護變得極爲困難，使不少人力用於維護舊代碼而不是增長新功能。此外，還使新功能的開發週期變得特別長，而且容易發生錯誤。固然，由於有不少錯誤，而且代碼沒有註釋和文檔，使新人接手項目變得困難。

MySQL的現狀

所以爲了保證長期的市場領先地位，MySQL必需要進行代碼重構。在最開始，主要是將解析、優化、查詢等步驟進行拆分，方便找到存在問題的模塊。此外， 還實現了一些工具，來幫助檢測Bug。MySQL5.7中的優化器部分，30%的代碼是重寫的，而在8.0中解析器的50%都是重寫的，可見投入很大。MySQL將編程語言都統一到C++，編譯器都使用最新版本，代碼規格採用谷歌的，統一了300人的開發團隊的代碼標準。代碼重構這件事情多是對於將來10年的MySQL發展所作的最重要的一件事情。這是由於有了高質量的代碼，纔可以快速推出新的功能，下降維護成本，使得新人更快上手項目。

解析器在重構以前的結構就像是一盤意大利麪，很是混亂，重構以後就變得極爲清晰。當重構完解析器以後發現，之前不少解析器的Bug都消失了，此外，增長複雜語法的效率也獲得了極大的提高，節約了大量時間。此外，還作了多核性能提升，這也是硬件的趨勢，雖然每一個內核不會更快，可是數目卻會增長。在重構以後，讀性能提升了三倍，寫的性能也有很可觀的的提升。

MySQL另一個大的改變就是測試方面，現在的用戶更多的是企業級用戶，他們更多關注於更高的穩定性。對於數據庫而言，最重要的永遠都是穩定性，功能和性能是其次的。對於測試方法而言，要求對於新的功能，測試代碼覆蓋率達到95%，全部的開發人員在提交代碼的時候都要進行單元測試。在實現新功能的時候，須要開發和測試同時進行，總體測試以後才能將代碼推入主幹，性能測試，天天都會測試，此外有重大更新推入主幹時須要進行完整的性能測試，保證性能不會退化。全部測試都自動化，不須要人爲測試。

功能上的最大亮點就是在MySQL5.7版本中推出了JSON數據類型。雖然MySQL一直都是關係型數據庫，可是發現本身的用戶不只僅須要關係型數據庫，也須要支持非結構化數據。所以MySQL須要和客戶本身成長，所以在5.7版本中加入了JSON數據類型，也推出了不少適於JSON的函數，所以用戶能夠選擇使用相似於MongoDB的Document的API，用戶能夠將MySQL當作NoSQL來使用，而不用關心底層的原理，並且還實現了NoSQL所沒法比擬的功能。

MySQL5.7功能中的另一個亮點是「Group Replication」。這仍是由於了除了互聯網客戶已經廣泛地應用MySQL了，還有不少新增客戶是企業級客戶，他們要求高可靠性。組複製就是提升可靠性的一個功能，支持自動切換和多寫，而多寫也提高了高可用性，並且支持多寫檢測。這個功能當前只支持InnoDB，但不少新功能也支持InnoDB。

MySQL 8.0版本的新功能亮點就是自檢表，對於客戶而言作好的一點就是就是它支持原子操做的DDL，特別是在雲上原子性的DDL發揮了決定的做用，由於不少操做都是自動操做，不可能讓人手動修改DDL回滾時發生的錯誤。這一點對於雲數據庫而言很是重要。

此外，MySQL 8.0版本還提高了Information Scheme的性能。而不管是系統表仍是普通表，都存放在InnoDB裏面，所以其處理方式是同樣的。對於開發者而言，有了數據自檢，增長新的功能就會很是容易。

遞歸公用表表達式以及窗口函數都是很是複雜的SQL語句，在8.0中加入這兩個語句縮短了MySQL和Oracle的差距，這會大幅度地下降數據庫開發人員的開發時間。CTE主要用於對於存在層次等級的表中作遞歸的查詢，這一功能在報表中很是經常使用。窗口函數則是用在分析型工做中的，好比分析每一年、每季度的營收等。這些就是在MySQL8.0中新增的針對於數據庫開發者的功能，幫助他們提高開發效率。

MySQL的將來

MySQL的將來其實只有一個字，那就是「雲」。有預測稱「在2020年，83% 的企業負載會轉移到雲上」，也就是說大部分線下場景會轉移到雲上，這對於MySQL而言既是一個機會也是一個挑戰。MySQL須要在進行內核改動和優化，使其更適合在雲上發展。

雲上數據庫架構存在着明顯的轉變，最爲明顯的就是計算層和存儲層的分離。計算層不共享，可是存儲層會變成共享存儲。共享存儲會達到雲規模，也就是極大規模，可以支持全部用戶，這樣可以極大地節約資源。而這樣的想法已經被PolarDB用到了。而企業級客戶須要高可靠性，因此雲上數據庫須要演變成爲能夠跨機房的高可靠性，並且須要保證切換的過程當中不丟失任何數據。在雲上，很切換過程多操做須要自動化，須要保證AC之間的切換不丟失任何數據。雲上數據庫與傳統數據庫不一樣的是須要考慮到雲上其餘的服務，如何將數據庫和備份、恢復、審計、安全以及監控等其餘服務進行集成。

資源管理也是值得MySQL提高的部分，有些事務對於響應時間要求很高，這樣能夠優先處理響應時間較高的任務，而下降其餘事務的優先級。此外，當內存不夠的時候應該如何處理，不能使得服務宕機。能夠進行回滾或者下降新的請求，來保證數據庫的穩定狀態。此外，還有想作的一件事情就是智能生成執行計劃。由於一個SQL進來以後，先解析作優化，產生執行計劃，這裏須要改進的是在執行計劃生成的時候須要考慮更多的事情，好比查詢的響應要求以及內存限制。對於查詢時間和空間的平衡須要客戶本身決定。而如今的執行計劃是由優化器本身決定的，在將來但願可以智能地生成執行計劃。

回到企業級工做負載，其實MySQL用在互聯網業務中是很是多的，可是衆所周知互聯網業務的查詢每每比較簡單，而企業級用戶的查詢至關複雜。MySQL目前對於簡單數據庫查詢的性能很是好，在這一方面作了不少優化，而在複雜查詢方面還能夠作極多的優化，好比開啓多個線程並行執行。同時能夠在InnoDB層作更多的並行執行，好比Scan、條件過濾等，所以在複雜查詢方面有無限的提高空間。

MySQL目前只用於OLTP，此外目前還以一個發展很快的趨勢就是在線分析。將來，MySQL可能會同時支持事務性處理也會同時支持在線分析。在線分析和數據倉庫不一樣，由於數據已經在手裏了，能夠用同一份數據作更多的分析。對於用戶而言，所看到的就是一個數據庫，可是所可以包含的功能確是不可思議的。

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