阿里云自研內(nèi)存數(shù)據(jù)庫Tair誕生于2009年，是一種支持高并發(fā)低延遲訪問的云原生內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，完全兼容Redis，已歷經(jīng)多年雙11大促考驗(yàn)，提供核心在線訪問加速能力，顯著提升系統(tǒng)吞吐量。

作為雙11大促承載流量洪峰的利器，Tair支撐了電商交易核心體驗(yàn)場景。不僅在數(shù)十億QPS的峰值下保持著亞毫秒級別的順滑延遲，同時在電商交易核心體驗(yàn)場景上也做出了技術(shù)創(chuàng)新。

2021雙十一Tair在核心檢驗(yàn)場景做出的技術(shù)創(chuàng)新，來源于一款內(nèi)部代號為TairSQL的子產(chǎn)品，TairSQL通過持久內(nèi)存存儲、高效事務(wù)處理模型、輕量級用戶接口訪問等最新技術(shù)來服務(wù)相應(yīng)場景，支撐新零售實(shí)時優(yōu)惠計算引擎獲取用戶級別的優(yōu)惠券、紅包、積分等資產(chǎn)數(shù)據(jù)，確保價格一致性。助力購物車場景首次實(shí)現(xiàn)高并發(fā)流量下、實(shí)時顯示券后到手價，讓用戶對商品實(shí)付價一目了然，顯著提升消費(fèi)者購物體驗(yàn)和用戶效率。

雙11高峰期，用戶下單自動領(lǐng)券，以及交易成功后資產(chǎn)的核銷都會為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來相應(yīng)的寫入流量，毫秒級別的寫入延時必須維持在較低水平才能保證用戶在商品搜索、詳情展示等導(dǎo)購場景感受到到手價格的一致性變化。在激增的寫入給系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)的同時，TairSQL需要響應(yīng)高吞吐的查詢負(fù)載，而且延時要求更為苛刻。

TairSQL使用持久內(nèi)存作為數(shù)據(jù)最終存儲介質(zhì)，降低了訪問鏈路上的IO延遲，無需再進(jìn)行傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品耗時的緩存、磁盤上的數(shù)據(jù)頻繁淘汰交換，而且針對索引據(jù)、用戶區(qū)數(shù)據(jù)的訪問頻率進(jìn)行了合理的數(shù)據(jù)分布，讓高頻的索引查詢更新DRAM中完成；

水平擴(kuò)展的集群中，每個節(jié)點(diǎn)服務(wù)數(shù)十個分區(qū)，每個分區(qū)使用單獨(dú)線程響應(yīng)的事務(wù)處理模型避免了鎖競爭的開銷，提供了更為平滑的P99訪問延時；輕量級的用戶接口訪問技術(shù)降低了用戶每次請求的SQL解析編譯開銷，結(jié)合事務(wù)處理模型讓用戶的讀寫請求都能夠在數(shù)百us內(nèi)處理完成并返回。

TairSQL最為關(guān)鍵的持久內(nèi)存存儲技術(shù)是Tair在技術(shù)應(yīng)用上持續(xù)創(chuàng)新的又一里程碑：基于英特爾（Intel）傲騰?持久化內(nèi)存硬件，Tair于2018年正式開始投入持久化內(nèi)存的研究和落地，成功應(yīng)用于當(dāng)年雙11的電商商品核心集群中，服務(wù)于KV緩存場景，大幅降低了成本，是中國首個在生產(chǎn)環(huán)境正式部署應(yīng)用Intel 持久化內(nèi)存硬件的產(chǎn)品。

Tair持久內(nèi)存型兼容Redis，數(shù)據(jù)持久化不依賴傳統(tǒng)磁盤，確保每個操作持久化的同時，提供近乎Redis社區(qū)版的吞吐和延時，極大提升了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可靠性。基于Tair持久內(nèi)存架構(gòu)的TairSQL，兼容SQL寫入查詢，服務(wù)于高吞吐下對延時要求苛刻的業(yè)務(wù)，單集群峰值可達(dá)400w寫、800w讀，查詢延時穩(wěn)定在1.5ms以下，進(jìn)一步拓寬了Tair支持的計算場景的廣度。

不僅在新的計算場景應(yīng)用上不斷探索，Tair針對已覆蓋的場景也時刻關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行細(xì)節(jié)和日常用戶反饋，深耕細(xì)作持續(xù)優(yōu)化：

通過服務(wù)越來越多云上和集團(tuán)內(nèi)的用戶場景，Tair收集的用戶反饋對支持的場景范圍、訪問性能、性價比等方面都提出了更高的要求。基于這些需求，Tair持久內(nèi)存型攻關(guān)了核心優(yōu)化技術(shù)，讓數(shù)據(jù)在DRAM、持久內(nèi)存之間動態(tài)自適應(yīng)移動，確保用戶索引占用空間、數(shù)據(jù)區(qū)占用空間維持在固定比例范圍內(nèi)，滿足了不同用戶場景下的數(shù)據(jù)存儲需求。

同時與Aliyun Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核技術(shù)深度結(jié)合，兼容了主備復(fù)制、實(shí)時備份等場景對于數(shù)據(jù)快照的需求，并大幅度降低了超大內(nèi)存占用空間下實(shí)時快照的延時影響。除了覆蓋更多支持場景和進(jìn)行高頻場景的性能優(yōu)化，在提供更高性價比方面，Tair持久內(nèi)存型精簡了自主研發(fā)的持久內(nèi)存存儲結(jié)構(gòu)的元數(shù)據(jù)占用空間，并針對List、Hash等用戶高頻使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化的透明壓縮，在維持?jǐn)?shù)據(jù)持久化性能穩(wěn)定下，實(shí)現(xiàn)1-2倍的數(shù)據(jù)壓縮率，大幅降低了數(shù)據(jù)持久化版本的硬件成本。

在2020年雙十一中首次登場的TairCPC，今年也將能力下沉到了Tair持久內(nèi)存型產(chǎn)品中。TairCPC提供的聚合算子Sketches化能力，以Module的形式下沉到存儲引擎內(nèi)部，可以利用很小的空間對采樣數(shù)據(jù)做高性能的計算，用戶增量寫入后直接返回實(shí)時計算結(jié)果。使用TairCPC的風(fēng)控業(yè)務(wù)，作為集團(tuán)交易鏈路核心模塊，直接影響線上整個交易的安全性，該產(chǎn)品最核心的實(shí)時計算鏈路進(jìn)行實(shí)時風(fēng)控的場景使用了TairCPC。

今年雙十一這個場景在Tair持久內(nèi)存型的助力下，節(jié)省了約1/3的存儲空間，加上持久內(nèi)存的成本優(yōu)勢，讓用戶成本大大降低。針對TairCPC，Tair持久內(nèi)存型進(jìn)行了大量的性能優(yōu)化，使得眾多場景下性能與內(nèi)存相當(dāng)，在慢查的性能上提升了一個數(shù)量級，有效的提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。在幾乎不影響性能的情況下，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的完全持久化（RPO=0）。

Tair所做的創(chuàng)新，離不開阿里云完善的基礎(chǔ)設(shè)施的支持：云原生數(shù)據(jù)庫管控平臺DBaaS快速實(shí)現(xiàn)阿里云數(shù)據(jù)庫提供的安全審計、高可用、彈性伸縮、智能診斷等通用能力，以及Tair提供的數(shù)據(jù)閃回、全球分布等企業(yè)級能力。針對Tair持久內(nèi)存型，DBaaS結(jié)合阿里云容器服務(wù) ACK，支持了持久內(nèi)存資源和計算資源的親和性調(diào)度以降低持久內(nèi)存訪問延遲，提供持久內(nèi)存的QoS策略支持，保障服務(wù)的安全可控和產(chǎn)品的一致性體驗(yàn)；

神龍裸金屬服務(wù)器提供的持久內(nèi)存系列產(chǎn)品，為Tair提供了彈性服務(wù)的基礎(chǔ)，針對突發(fā)流量進(jìn)行針對性優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓Tair應(yīng)對高吞吐場景游刃有余，對內(nèi)存等硬件風(fēng)險的智能預(yù)測讓Tair可以提前預(yù)見大促高峰期的風(fēng)險級別進(jìn)行規(guī)避；

Aliyun Linux不僅對持久內(nèi)存硬件進(jìn)行了適配，還針對Tair獨(dú)有的持久內(nèi)存數(shù)據(jù)快照支持、實(shí)時快照延時降低等業(yè)務(wù)場景提供了針對性的優(yōu)化。

2021天貓雙11雖已落下帷幕，但我們不會停下腳步，云原生內(nèi)存數(shù)據(jù)庫Tair將不斷探索新的應(yīng)用場景，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)、更全面的數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

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總結(jié)

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