歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù) 未來(lái)還有什么值得期待？

科技云報(bào)道原創(chuàng)。

近些年，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)路線和產(chǎn)品層出不窮，令人眼花繚亂應(yīng)接不暇。其中，有以MySQL、Oracle、PostgreSQL為代表的傳統(tǒng)產(chǎn)品，也有以Aurora、Spanner等為代表的創(chuàng)新路線產(chǎn)品，還有工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、圖數(shù)據(jù)庫(kù)等面向應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品。無(wú)論是信息技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果，還是科技巨頭們出于商業(yè)利益的推動(dòng)，如今數(shù)據(jù)庫(kù)百花齊放的盛景，對(duì)于該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展來(lái)講，都無(wú)疑是一件幸事。

從數(shù)據(jù)庫(kù)的誕生說(shuō)開(kāi)去 關(guān)系模型依舊把持江湖地位

20世紀(jì)60年代中期，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)便已經(jīng)開(kāi)始，在將近60年的時(shí)間里，技術(shù)經(jīng)歷三代演變，取得了十分輝煌的成就：造就了C.W.Bachman、E.F.Codd和J.Gray三位圖靈獎(jiǎng)得主；發(fā)展了以數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)核心技術(shù)為主，帶動(dòng)了一個(gè)巨大的數(shù)百億美元的軟件產(chǎn)業(yè)。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)從誕生到現(xiàn)在，形成了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、成熟的商業(yè)產(chǎn)品和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，吸引了越來(lái)越多的研究者加入。數(shù)據(jù)庫(kù)的誕生和發(fā)展給計(jì)算機(jī)信息管理帶來(lái)了一場(chǎng)巨大的革命。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)建設(shè)了成千上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，它已成為企業(yè)、部門(mén)乃至個(gè)人日常工作、生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，隨著應(yīng)用的擴(kuò)展與深入，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)量和規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)據(jù)庫(kù)的研究領(lǐng)域也已經(jīng)大大地拓廣和深化，這個(gè)領(lǐng)域依舊充滿活力和創(chuàng)新精神。

今天，隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件技術(shù)的進(jìn)步以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)以及應(yīng)用環(huán)境發(fā)生了很大的變化。其表現(xiàn)為數(shù)據(jù)種類(lèi)越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜、數(shù)據(jù)量劇增、應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，可以說(shuō)數(shù)據(jù)管理無(wú)處不需無(wú)處不在，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)成為信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。

從概念的提出到早期的數(shù)據(jù)庫(kù)，再到流行至今的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，可謂是發(fā)展迅猛。從這條時(shí)間線來(lái)看，數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展好像是井然有序的，是什么原因?qū)е铝舜罅康臄?shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)，是理論的突破？還是市場(chǎng)的需求？或者兩者皆有。

直到今天，數(shù)據(jù)模型依舊是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心和理論基礎(chǔ)。我們?cè)趧澐謹(jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，仍然會(huì)按照其基于的數(shù)據(jù)模型來(lái)分類(lèi)。從一開(kāi)始的層面模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型，到對(duì)象模型、對(duì)象關(guān)系模型、半結(jié)構(gòu)化等等?？梢哉f(shuō)，基礎(chǔ)理論并沒(méi)有得到更大突破。關(guān)系型模型剛提出的一段時(shí)間里，學(xué)術(shù)界發(fā)生了數(shù)據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)會(huì)（CODASYL）關(guān)于有向圖模型和關(guān)系模型的辯論。有向圖的復(fù)雜，使得數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)門(mén)檻太高，而關(guān)系模型扎實(shí)的數(shù)學(xué)理論支撐以及更好的邏輯獨(dú)立性贏得了市場(chǎng)認(rèn)可。

從此，關(guān)系模型一統(tǒng)江湖，新出現(xiàn)的各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)依然是關(guān)系模型。從MongoDB、Redis、Hbase、KV一路發(fā)展過(guò)來(lái)，最終在DB-Engines的統(tǒng)計(jì)中，Oracle帶著MySQL和微軟的SQL Server常年一路領(lǐng)跑，關(guān)系模型在數(shù)據(jù)庫(kù)分類(lèi)中仍然占據(jù)較大比例。從SQL到NoSQL再到NewSQL，每一次技術(shù)演進(jìn)都有推翻傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)治，迎接新時(shí)代的感覺(jué)。

此外，數(shù)據(jù)庫(kù)還有另一個(gè)分支，是與計(jì)算技術(shù)相結(jié)合。比如這兩年火熱的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，有著各種光環(huán)加持，為數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展帶來(lái)了一抹亮色。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、并行數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)都是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和某個(gè)計(jì)算技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，通過(guò)將兩個(gè)技術(shù)體系進(jìn)行融合，可以滿足特定的市場(chǎng)需求。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面臨四大趨勢(shì) 一把重錘不能解決所有問(wèn)題

作為應(yīng)用程序的一部分，數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展與應(yīng)用架構(gòu)的變化緊密相關(guān)，亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理顧凡認(rèn)為，云原生關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)代化應(yīng)用、軟件架構(gòu)的迭代和轉(zhuǎn)型，將影響著數(shù)據(jù)庫(kù)未來(lái)的發(fā)展走向，也驅(qū)動(dòng)著整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和生態(tài)發(fā)生變化。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電商、視頻、社交、出行等越來(lái)越多的應(yīng)用產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，在高并發(fā)請(qǐng)求、高可用、高可擴(kuò)展性等方面提出了巨大挑戰(zhàn)，這對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)提出了非常高的要求，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付這些調(diào)整時(shí)已經(jīng)顯得力不從心，暴露了許多難以克服的問(wèn)題。由此，各種各樣的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)作為傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)的一個(gè)有力補(bǔ)充得到迅猛發(fā)展，它驅(qū)動(dòng)著云原生關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)。

與此同時(shí)，越來(lái)越多的用戶不希望把自己的應(yīng)用架構(gòu)捆綁在一個(gè)有著嚴(yán)苛授權(quán)、會(huì)被鎖定的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎上，而是更傾向于MySQL、PostgreSQL這樣的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)引擎上。業(yè)內(nèi)普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，眼下數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)到了變革的重要關(guān)口，最直觀的表現(xiàn)就是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)持續(xù)衰落和云原生數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)等新一代數(shù)據(jù)庫(kù)加速崛起。

開(kāi)源代表了“多方協(xié)同、合作共贏、未來(lái)共享”的開(kāi)放生態(tài)趨勢(shì)，擁抱開(kāi)源將有助于合作伙伴和開(kāi)發(fā)者了解和熟悉其數(shù)據(jù)庫(kù)特性。應(yīng)用廠商可以做到更好原生的適配。合作伙伴可以圍繞其產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)維工具的開(kāi)發(fā)。同時(shí)，開(kāi)源社區(qū)將有助于經(jīng)驗(yàn)分享，為實(shí)施和研發(fā)提供便利。

第三個(gè)改變，快速構(gòu)建現(xiàn)代化應(yīng)用程序已成為企業(yè)提高敏捷性、實(shí)現(xiàn)更快創(chuàng)新、發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵。企業(yè)希望可以將更多時(shí)間和精力花在核心業(yè)務(wù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)上，這當(dāng)然是一個(gè)非常美好的愿望，這個(gè)愿望背后的含義就是：客戶希望把那些無(wú)法讓自己在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的臟活累活盡量拋掉，讓開(kāi)發(fā)人員專注于應(yīng)用和數(shù)據(jù)。這個(gè)變化也驅(qū)動(dòng)更多企業(yè)向全托管式的云數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)型。

第四個(gè)改變，軟件架構(gòu)的迭代決定數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)變化。從早年的PC、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，到現(xiàn)在的萬(wàn)物互聯(lián)，軟件架構(gòu)基本上都是從Server到SOA再到微服務(wù)，這樣的軟件架構(gòu)迭代和轉(zhuǎn)型，也在驅(qū)動(dòng)著數(shù)據(jù)庫(kù)選型的變化。伴隨一個(gè)客戶業(yè)務(wù)體量越來(lái)越大，復(fù)雜度越來(lái)越高，在這種情況下選擇將一個(gè)超級(jí)復(fù)雜的單體應(yīng)用拆分成多個(gè)微服務(wù)和多個(gè)大的功能模塊就顯得十分必要。在進(jìn)行應(yīng)用重構(gòu)之后，必然也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，根據(jù)應(yīng)用所使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)訪問(wèn)特點(diǎn)，來(lái)決定究竟應(yīng)該選擇云上的哪一個(gè)專門(mén)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，軟件架構(gòu)的迭代和轉(zhuǎn)型，也在驅(qū)動(dòng)著數(shù)據(jù)庫(kù)選型的變化以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和架構(gòu)的迭代。

這應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)未來(lái)變化時(shí)，亞馬遜云科技顯得更加務(wù)實(shí)一些。其認(rèn)為，當(dāng)手中只有一把超重的錘子時(shí)，看什么都是釘子，一把錘子無(wú)法完成所有的事情。為此，亞馬遜云科技針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景需求，已推出十多種數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，為客戶提供兼具高性能、高可用性、可擴(kuò)展及成本效益的專用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，支撐客戶現(xiàn)代化應(yīng)用的快速部署及創(chuàng)新。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的一切需求用戶都能在亞馬遜云科技找到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。如果客戶想用托管的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就選Amazon RDS，它開(kāi)啟了托管數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的新模式，從最初只支持MySQL，到目前支持多種常用的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，包括MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、MariaDB。如果客戶非常青睞開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，但又擔(dān)心它的可用性達(dá)不到專用數(shù)據(jù)庫(kù)的級(jí)別，那就選擇Amazon Aurora。如果客戶想用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，需要一個(gè)托管的鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)，而且針對(duì)海量數(shù)據(jù)場(chǎng)景，應(yīng)用的吞吐無(wú)論擴(kuò)展到多大，都能夠提供毫秒級(jí)響應(yīng)，那就用Amazon DynamoDB。很多客戶需要的是極致響應(yīng)延遲，常用于緩存、排行榜、廣告等場(chǎng)景，就可以選用Amazon ElastiCache和Amazon MemoryDB。如果客戶需要一個(gè)托管的圖數(shù)據(jù)庫(kù)，就選Amazon Neptune，適用于欺詐檢測(cè)、社交網(wǎng)絡(luò)、推薦引擎。如果需要一個(gè)托管的時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)，可以去看Amazon Timestream，像IoT中比如車(chē)聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景，或者是DevOps的場(chǎng)景都可以用到時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)。如果需要的是數(shù)據(jù)庫(kù)可以像一個(gè)不可篡改的賬本，那就選Amazon QLDB。

今天，亞馬遜云科技不斷加速數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)服務(wù)在中國(guó)區(qū)域的落地，2021年至今已經(jīng)通過(guò)與光環(huán)新網(wǎng)和西云數(shù)據(jù)的合作新發(fā)布60多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)服務(wù)與功能。

作為亞馬遜云科技核心級(jí)咨詢合作伙伴，伊克羅德信息科技總經(jīng)理桂梓捷也從側(cè)面印證了亞馬遜云科技的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。桂梓捷表示，亞馬遜云科技在數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)效能、可靠性、伸縮性方面花了非常多的時(shí)間進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，這可以讓服務(wù)商更放心的將其數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品推薦給全球用戶。

除了技術(shù)方面領(lǐng)先全球，亞馬遜云科技無(wú)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)在計(jì)價(jià)模式等方面也與眾不同。比如傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)是依據(jù)服務(wù)器的規(guī)格、大小、效能來(lái)收費(fèi)，亞馬遜云科技的Amazon Aurora Serverless、Amazon DynamoDB等無(wú)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)則是通過(guò)應(yīng)用程序的讀/寫(xiě)量來(lái)計(jì)價(jià)，而不用預(yù)先考慮客戶需要多少存儲(chǔ)空間和服務(wù)器。始終站在客戶角度，為客戶的便利性與成本考慮，成為亞馬遜云科技能夠受到全球用戶青睞的關(guān)鍵。

未來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)如何發(fā)展？首先不能拋開(kāi)市場(chǎng)因素，也就是企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)在安全、性能、擴(kuò)展性、易用性方面的要求；特定場(chǎng)景、業(yè)務(wù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)特征對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的依賴。而在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生下一個(gè)“關(guān)系模型”？比如XML會(huì)不會(huì)成為主流模型？數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)定義會(huì)不會(huì)動(dòng)態(tài)變化甚至取消？我們不用再先建表再寫(xiě)入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)隨著數(shù)據(jù)的寫(xiě)入動(dòng)態(tài)適配數(shù)據(jù)類(lèi)型、動(dòng)態(tài)適配索引、動(dòng)態(tài)適配查詢計(jì)劃？越來(lái)越多的算法代碼將內(nèi)置到數(shù)據(jù)庫(kù)中，比如對(duì)AI算法的支持、對(duì)搜索算法的支持……這些都有待行業(yè)進(jìn)一步探索。

在這個(gè)一切皆可數(shù)據(jù)化的時(shí)代，無(wú)論是傳統(tǒng)企業(yè)，還是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，數(shù)據(jù)庫(kù)都是底層系統(tǒng)的核心構(gòu)成，其重要性不言而喻。從最初的人工管理、文件管理，到后面的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，以及新興的NoSQL、NewSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，都伴隨著時(shí)代發(fā)展在更替前進(jìn)。作為技術(shù)發(fā)展的親歷者，我們有感于數(shù)據(jù)庫(kù)行業(yè)的持續(xù)活力，希望隨著技術(shù)的演進(jìn)這個(gè)領(lǐng)域能夠通過(guò)科技創(chuàng)新迸發(fā)出更加耀眼的光芒。

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