探索 Serverless 数据库未来 PingCAP 视角

30年前，程序员要想写代码，必须使用复杂的汇编语言。

但在今天，几乎没有程序员知道如何使用汇编语言，更加简易的高级语言如C++，C#，JAVA，Rust，Go已成为开发主流。

随着科技浪潮的更迭，每一代开发者使用技术的方式都与过去完全不同。

正如开发语言的变革，作为IT系统核心基石的数据库技术也在持续演进，从复杂走向简单。

在近日的PingCAP DevCon 2022大会上，PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭表示，未来的开发者可能不知道数据库技术是什么，他们也不需要关心数据库技术是什么，因为Serverless正在降低数据库技术的复杂度，让技术变得无感化。

事实上，近年来Serverless概念的热度相当高，Gartner、Forrester等知名咨询机构对Serverless投来关注的目光，AWS、***、***云等云计算大厂也在不断布局Serverless相关产品。可以说与Serverless的结合，再次为数据库的发展添了把火。

那么，Serverless数据库到底是什么，有何价值？更进一步，Serverless会成为数据库的未来形态吗？

数据库走向Serverless

想要理解Serverless数据库，就要先了解数据库的发展历程。

在早期，用户普遍是自建数据库。作为最传统的数据库应用方式，用户在自己的机房中部署，不仅需要考虑物理部署和运维的方方面面，传统数据库的灵活性和可扩展性也很低，且价格昂贵、维护成本很高。

随着云计算的普及，数据库上云成为应用主流。数据库在云上以PaaS服务的形态、以租用服务的方式提供，用户不用再关心机房的物理部署。

由于这个阶段的云数据库只是简单地把数据库从本地迁移到云端，在架构上并没有做太多改变，因此数据库的弹性依然受限。

为了解决这一问题，云原生数据库出现了。

由于云原生数据库完全为云设计，让计算、存储资源完全解耦，使用分布式云存储替代本地存储，将计算层变成无状态，从而能够充分发挥云的优势，具备弹性可扩展的特性，让用户不需要担心日常业务扩容问题。

但云原生数据库也有自己的瓶颈，即不能按需自动缩放，也不能按更小粒度实现按使用量付费。当用户遇到数据库扩容的突发需求时，就只能根据业务实际使用情况手动调整数据库容量大小。

尽管这种方式的确可行，但却会耗费大量的时间和成本。即使是数据库方面的专家，面对波动剧烈的应用，在兼顾性能及成本的情况下，要手动管理数据库容量也并不是一件容易的事情。

在此背景下，Serverless数据库出现了。

由于具备完全自动化的扩容能力，Serverless数据库能够随着用户业务的请求数的增加和减少，智能化的“膨胀”和“缩小”，实现资源的自动“吞吐”。当流量洪峰来临时，可以自动调配资源支持；流量进入低谷时，则可以自动释放掉资源，节约成本。

这种能力正是Serverless理念的体现，将数据库底层和业务不相关的部分抽象出来，为开发者提供直接的运行环境，让开发者不需要关心服务器基础设施，就可以直接调用函数平台完成函数运行。

服务器的逻辑和状态也是由服务提供方管理，服务只有在需要的时候才会自动伸缩，从而让数据库获得了极致的弹性，且开发者不用再为复杂的底层基础设施所困扰。

Serverless数据库的价值

Serverless概念的火爆，让Serverless数据库获得了越来越多的关注。

其实从开发者的角度不难理解，为什么Serverless数据库一出现就受到了广泛的追捧。

一项名为“在你的组织内部到底是谁在选择Database ”的调查显示，架构师、开发者、DBA三者作为数据库软件真正的用户，日常工作时间中有41%的时间都在做基础设施维护，如买服务器、部署服务器、运维等等，只有39%的时间在做业务创新。

随着数据架构越来越复杂，数据库越来越多，每一种数据库都有一套自己的技术，开发者要学习的东西也越来越多。要解决这种复杂性，释放开发者的生产力，让他们有更多的精力关注业务创新，Serverless带来的抽象就必不可少。

在PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭看来，抽象程度越高，开发效率越高。

从传统数据库上云到云原生数据库，已经一步步将云基础设施能力以及数据库内核层面能力抽象化，让数据库得以支撑高效的应用开发迭代。如今，Serverless在云原生基础上进一步抽象，可以让开发效率再次提升。

PingCAP联合创始人兼CTO 黄东旭

因此，黄东旭认为，Serverless是云原生走向成熟之后演变出的开发模式，Serverless数据库是云原生数据库发展的必然结果。

“对于所有创新的数据库公司来说，如果前两年的门票是云原生，那么今年的门票就变成了Serverless”，黄东旭表示。

在高度的抽象下，Serverless数据库带来的价值显而易见：

第一，创建便捷。Serverless数据库的创建，用户不需要关心任何部署细节，几十秒内即可一键创建，召之即来，挥之即去。

第二，自动缩放。用户不需要考虑基础设施，Serverless数据库可以根据业务负载变化自动匹配。当业务吞吐达到一定程度，不用再停下来加服务器，系统会自动进行扩展；当业务峰值下降，系统能自动缩回，甚至缩到0。

第三，节约成本。Serverless数据库能够提供更细粒度的计费，按照实际使用付费，不使用则不计费。

第四，和应用开发体验深度整合。在过去数据库只关心性能、稳定性等各种指标，很少从开发者使用的角度来设计。

Serverless的出现，让数据库开始真正从用户角度出发，融入到现代的开发应用过程中，帮助用户更快、更流畅的构建应用。

以PingCAP发布的TiDB Cloud Serverless Tier为例，作为一款在线的、全自动的HTAP Serverless数据库服务，开发者只需点击几下，就可以部署和配置一个具备完整功能的Serverless TiDB 数据库，能够满足用户自动扩缩容的实时需求，而无需管理服务器基础设施。

同时，开发者也无需为TiDB Cloud Serverless Tier预付费用，可以按照实际提交的SQL请求和实际使用的存储来付费，是一种性价比很高的数据库使用模式。

在实际应用中，TiDB Cloud Serverless Tier也证明了自己的价值。之前在云上启动一个新的TiDB集群需要15分钟，如果用户自己部署时间可能更长，而现在启动TiDB Cloud Serverless Tier只要20秒。同时，TiDB Cloud Serverless Tier还降低了TiDB在云上的成本，仅最小集群就将成本降到了1/5。

“想象一下，如果启动时间缩短到三五秒钟，而且你不用关心它（TiDB Cloud Serverless Tier）的扩展性，即使业务流量变得巨大无比，它也能够很好地扩容上去，没有流量的时候，它还能自动缩回来，这会极大地改变开发应用的使用流程和体验”，黄东旭表示。

Serverless数据库走向千行百业

作为一种前沿技术，Serverless并非只是科技企业或大企业的专属，更是中小企业的福利，Serverless数据库可以广泛应用在电商、快消、金融、电信等各行业的业务场景中。

据PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭观察，在TiDB Cloud Serverless Tier推出一个月以来，用户除了大型企业，大部分为中小型的腰部用户，他们自己就可以快速开通使用服务。

有趣的是，这群用户并不是以往数据库的核心用户如：架构师、DBA等，他们并不那么懂数据库技术，却能很快把Serverless数据库用起来。

这恰好是Serverless技术最好的价值体现——使用简单、价格便宜，这样数据库永远是用户的追求。

PingCAP作为一家在全球拥有3000多家企业用户且运营着自己开源社区的数据库创新厂商，始终将“满足用户需求”放在第一位，如今快速推出Serverless数据库，也正是对用户需求的敏锐洞察和响应。

事实上，Serverless技术仍处于早期阶段，能够打造Serverless数据库的厂商并不多，基本上集中在公有云厂商中，以Serverless数据库匹配自身的云基础服务业务。PingCAP作为独立第三方数据库厂商，之所以能够率先推出Serverless数据库，究其原因主要有两点：

第一，技术领先，持续创新。

持续创新是PingCAP长久以来一直坚持的原则，也是PingCAP保持竞争力的秘诀之一。

PingCAP创始人兼CEO刘奇曾谈到PingCAP对于创新的理解：“TiDB在整个架构的演进过程也是逐步的分阶段的，最早的TiDB叫NewSQL，跟随着PingCAP的步伐，行业中涌现出一大批数据库都叫NewSQL；2017年PingCAP提出了HTAP架构，后来的数据库也都提到了HTAP。”

凭借领先的HTAP技术能力，PingCAP入选《Forrester Wave: Translytical Data Platform, Q4 2022》报告，并进入“Strong Performers”象限，成为中国唯一入围的数据库厂商。

TiDB作为一款基于HTAP架构的云原生分布式数据库，本身就是一个存储、计算分离的架构，拥有云的优势，可以实现灵活的资源伸缩、弹性缩容、业务连续性保障，支持用户在云上的数据库中同时运行关键业务交易和实时分析任务，而这种领先的技术架构也为演进到Serverless数据库打下了坚实基础。

在原有的云原生特性上，TiDB充分利用云上基础设施，在架构层面进行云原生的升级改造。

一方面引入云厂商的共享存储，在TiKV层实现从Shared nothing架构向Shared everything 架构的升级。

另一方面，为了降低数据库系统的复杂度，数据库的微服务化改造，让任何可分离的组件都可以服务化（API调用），从而打造出了Serverless数据库。

不难发现，PingCAP追求的是一种刻在骨子里的“简单”，在解决所有用户面对数据库的困难问题时，将复杂的留给自己，将简单赋予客户。

第二，围绕开源，拥抱用户。

从成立之初，PingCAP就以开源作为核心战略，开源是 PingCAP的基因。

基于开源社区强大的“生命力”，PingCAP拥有分布在全球45个国家和地区的1895位开发者。其中，PingCAP 以外的贡献者占比超过 75%，其中近20%为企业决策者。

正因为紧密围绕开源社区，PingCAP能够很好的倾听开发者，及时获取极致的用户场景，想用户所想，做用户所需。

通过全球范围的社区技术协作，PingCAP能够快速迭代TiDB产品和生态，将产品价值真正交付给客户使用。

数据库的终极方向是技术无感化

作为未来十年云计算的重要趋势之一，Serverless已经展示出不俗的潜力，Serverless数据库正在成为大势所趋。

正如中国信通院云大所副所长魏凯所说，在全球经济下行的今天，企业需要以更低的成本、更高的效率来管理日益增长的数据资产，如何更好的使用云上基础设施服务、更精细化的管理云上数据库，Serverless正是未来的方向。

但Serverless是数据库的最终形态吗？Serverless数据库的下一步又将走向何方？

在PingCAP联合创始人兼CTO黄东旭看来，Serverless数据库的未来方向，是提供流畅的开发体验，提升每一个应用开发者的幸福指数。“数据库本来就应该是很简单的东西，开发者不需要去了解数据库底层到底是怎么实现，怎么才能够用好，而是可以花更多的时间去关注业务创新，关注那些真正重要的事情”。

更进一步，黄东旭认为，技术无感化将是数据库乃整个基础设施软件的终极目标。“在未来，开发者所关心的应该只有数据操作的API，这一层才是离业务更近的东西。另一方面，当 Serverless在云上被提供后，数据共享、交换就变成了一个很自然或者很简单的事情，那时候可能会出现一个叫做‘Data market’的新商业模式”。

结语

伴随技术演进和产业发展的螺旋式上升，Serverless正在登上历史舞台，主导下一个十年云的发展。从全球来看，今天的数据库如果还没有走上Serverless的路线，那么在未来几年将会彻底失去领先性。

Serverless作为数据库的未来形态，最终将带来极致的简单和价值。这个过程既需要用户心智的建立，也需要如PingCAP这类领先服务商持续完善产品能力。

正如黄东旭所说，“技术无感化是我们终极的前进方向，也是作为一个基础软件提供商的担当”。