35项“卡脖子”技术，有一项可以去除了？

// 作者 | 陈辰

1997年1月27日，在北京机场跑道上，国宾车队一字排开、闪着大灯。对于如此高规格迎接，甲骨文创始人拉里·埃里森似乎仍无动于衷。他的专机舱门打开后，一直都没人出来。

埃里森有个不良嗜好，喜欢人等，越多人等他，他就越不出现。20分钟后，飞机上跳下来一个身穿防弹衣的黑人保镖。他对车队说：“所有的车门全部打开，我要检查有没有炸弹。”

这让时任甲骨文中国总裁冯星君很头疼。他的脾气同样霸道，但一边是美国大老板，一边是国宾车队，都不好惹。鉴于职责所在，冯星君不得不委曲求全。

第二天，埃里森要到长城拍摄推广网络计算机的电视宣传片，吩咐冯星君找来20个小学生参与拍摄。双方约好早上8点开拍，但直到9点，埃里森还没起床。

当天的北京气温零下二十多度，小学生们在没有暖气的大巴上苦等。冯星君带着哭腔给埃里森电话，“那些小孩要冻死了”。埃里森这才勉强答应启程，然后在一个多小时后终于现身。

Oracle时期的冯星君

但去了没多久，埃里森就让副手打电话给冯星君说：“老板很喜欢长城，玩得挺高兴，中午就不回来了，你取消下午3点跟李鹏的会面吧。”

一听这话，冯星君差点晕过去。他急忙说，“下午的会面不是开玩笑的，如果2点钟看不见埃里森，我就辞职。我走了，这个责任我担不起。”

由于还是有所惧怕，埃里森一行匆匆赶回人民大会堂。但或许没有在社会主义国家见过世面，黑人保镖执意跟着进去保护老板，被拦截后吵闹得不可开交。

不难发现，埃里森有恃无恐背后，是当时国内金融、电信、航空等数据库服务全面依赖甲骨文：哪怕你讨厌我，但不能不用我。这就是刚性、卡脖子产品的力量。

而同期国产数据库在蹒跚起步中缓慢发展，几乎从未对甲骨文构成实质性挑战。这一局面直到十余年后，在电商及云计算发展涌动中才有所改变。

01

危机

2010年，甲骨文在TPC-C测试中跑出3024万的成绩，是一起参与测试的IBM3倍。此后，被吊打的IBM再无还手之力，而孤独求败的甲骨文不再参与成本高昂的TPC-C测试。

虽然提起数据库，人们几乎很想到甲骨文。但IBM才是数据库技术的鼻祖。早在1976年，IBM科学家科德博士发表了一篇题为《大型共享数据库的关系数据模型》论文，奠定了现代数据库的理论基础。

然而，限于当时的计算机水平，IBM认为这种数据库没有商业价值，于是把论文当成一篇收获名声的学术研究，没有将其形成产品推向市场。但随后，美国中情局看上了数据库的重大战略意义。

埃里森（右一）

既然IBM不接单，中情局只好求助于民间高手，然后盯上了埃里森和他的初创公司SDL（甲骨文前身）。这位落魄程序员，森研读了IBM的那篇论文，认为这是难得的机会，从此开启了自己的传奇人生。

随后的几十年中，甲骨文并不缺少挑战者，IBM和微软纷纷都加入了数据库市场竞争，推出了DB2、Microsoft SQL Server等产品，但一直难以撼动甲骨文Oracle数据库的霸主地位。

历史的转折同样在2010年埋下种子。随着淘宝网的电商业务席卷中国大地，不断井喷的用户数据让阿里成为甲骨文最大的亚洲客户，同时也挑战着Oracle数据库能力极限。

2010年是淘宝“双11”启动第二年，当天23时59分30秒。眼看“双11”就要结束，支付宝核心账务系统突然报警，数据库资源即将耗尽。当技术人员砍掉最后一个非关键应用的时候，距离整个系统崩溃只剩下4秒。

另外，Oracle的标配是IBM小型机和EMC的存储硬件。一台小型机就要500万，两台小型机就要配一个300万的EMC存储。阿里算了笔账，未来采购这些软件和设备的费用，甚至会超过公司的全部利润。

于是，时任阿里巴巴集团首席架构师王坚积极推动“去IOE”计划。所谓“去IOE”计划，即以廉价PC服务器替代IBM小型机，以基于开源的自研数据库替代Oracle数据库，同时不再用EMC高端存储设备。

具体而言，王坚提出的“基于开源的自研数据库”，是指以当时流行的国外开源数据库MySQL为基础自行改造。这是中国软件行业最常见的自主化路径。

在淘宝把数据库拆分后，很多子数据库都换成了MySQL数据库，只有少部分最核心的数据仍然跑在Oracle上。而这条道路后来衍生出的AliSQL，比原版MySQL有70%的性能提升。但有人认为还有更好的路子。

02

进击

为了推进“去IOE”计划，2010年，王坚邀请45岁的百度高级科学家阳振坤，从北京辞职南下杭州。毕业于北大数学系的阳振坤，曾是王坚在微软亚洲研究的同事。而他来到阿里的新工作，便是研发一款数据库。

在微软亚洲亚洲研究院时，阳振坤几乎天天和王坚“吵架”，但是他们在内心里却有一个大共识——分布式系统才是这个世界的终极未来。于是，阳振坤选择了开发一种全新的分布式数据库。

阳振坤

事实证明，这个选择是明智的，因为不久后Oracle就收购了MySQL，然后宣布不再完全开源。这意味着，阿里的数据库还是无法逃离甲骨文的掌心，或者核心技术仍受制于人。

那么，分布式数据库是什么？它是指区别于Oracle等传统的集中式数据库，不再将数据储存在一台服务器上，而是直接运行在云上。这个设想最初是由谷歌在2006年提出，是一个前所未有的“革命性”变化。

通常而言，一个合格的数据库，必须满足“ACID”特性。简单地理解，当A给B转账100元钱时，要想账头一分钱都不错，数据库必须做到四个特性：

原子性（Atomicity）：A的账户减少100元，B的账户增加100元，这两件必须同时发生，像原子一样不可分割。一致性（Consistency）：转账之后，A和B的账户总和必须跟转账前一致。

隔离性（Isolation）：A和B之间的转账，不影响其它任何账户。

持久性（Durability）：转账记录必须永久存在和有效，即使发生断电等故障也不能消失。

对比来看，甲骨文、IBM等传统数据库，被称为集中式数据库，运行在单一的服务器上，可以保证一个任务要么都发生、要么都不发生，从而能最大程度上保证ACID特性。

但对于分布式数据库来说，如果A、B两个账户处在不同的机器上，其中一台机器出现故障，另一台却在继续执行任务，原子性和一致性就没法保证了。

在2010年前，这是一条从未有人成功过的道路，能保证 ACID 的分布式数据库根本就不存在。阿里方面深知其难度之大，相当于指挥整个幼儿园的熊孩子，整齐划一地左手画龙右手画彩虹胸口比心。

于是，阿里集团技术负责人吴泳铭告诉阳振坤：“阳老师，我可以给你两年的时间来证明它是可行的。”但阳振坤呵呵一笑：“用不了。”但后来的事实“教育”了他。

03

战役

由于当时淘宝的数据库已经拆分，换上的MySQL又基本运行平稳。因此，没人想用，也没人敢用分布式数据库。虽然阳振坤要处理的问题有千千万，但这是最主要的一个。

于是，他拿着自己的PPT在淘宝各个业务线奔走宣传，像极了在极力养家糊口的“大龄推销员”。后来总算有一个团队愿意吃螃蟹，就是淘宝里的一个小版块——收藏夹。

收藏夹团队之所以敢这么做，并不是因为他们看好分布式数据库，而是有实实在在的“难言之隐”，即在不断增大的数据处理压力下，团队壮胆申请的400台服务器数量也不一定够。

阳振坤画了个大饼，说采用分布式技术，收藏夹团队用现有的机器，就能轻松应对再多100倍的数据量。结果团队的同学一激动，给了阳老师一个月的时间，把吹出去的牛逼实现。

但阳振坤硬是弄了八个月，才把分布式数据库的底座写了出来交货，然后经受住了2011年“双11”的考验。团队给这个数据库取了个名，OceanBase 0.1，Ocean寓意“星辰大海”，而0.1代表只完成了一点点。

眼看“两年之约”就到了，整个2012年，阳振坤的时间主要都花在向其它部门推销产品，但却几乎都无功而返。由于分布式数据库还没能充分证明自己，阳振坤心急如焚的找上王坚。

一个重大的转折点发生在2012年11月15日。力挺阳振坤的王坚，把OceanBase团队所有人员从淘宝调入支付宝，打算直接用在离钱更近、对ACID要求更高的支付宝上。

而阳振坤解决ACID问题的方法，主要是靠增加备份，将三套OceanBase绑定在一起运行，其中包括一个主库和两个备库。只有当至少一个备库也完成任务时，主库才会完成这个任务，能极大降低事故概率。

不过，这个理论看上去简单，能否在数以亿计的交易中保证不出错，仍受到上下广泛质疑。2014年5月，OceanBase 三副本版号升级为 0.5，但却没有业务团队再敢吃螃蟹。

内心的煎熬，以及看到团队失望的眼神，阳振坤忍不住给蚂蚁金服管理层发了一封请求邮件。最终，2014年的“双11”，支付宝决定将1%的流水交给OceanBase承担，剩下的99%仍使用Oracle。

但意外的是，在临近“双11”的压力测试中，Oracle数据库居然屡次崩溃，只有将数据量降低到90%才能稳定运行。于是OceanBase的承担比例，幸运而又沉重的被上调到10%。

当年11月10日晚，蚂蚁金服CEO彭蕾专门来到OceanBase的作战室，问阳振坤：“阳老师有信心吗？”阳振坤指指窗户，平静地说“不成功我们就跳下去。后来，OceanBase果然成功了。

2015年，阳振坤团队获得蚂蚁金服最重磅的奖项——SUPER MA。

04

登顶

2016年，在解决“投票”和“监督”相关机制问题后，一个真正的分布式数据库OceanBase 1.0横空出世。至此，阳振坤跑了六年的马拉松，看到了第一个里程碑。

第二年底，蚂蚁金服核心系统中的最后一个Oracle数据库被OceanBase替代。另外，阿里巴巴主导的银行网商银行，以及几十家金融机构陆续成为OceanBase的用户。

但在要把OceanBase做到“无限大”目标下，这个数量显然比阳振坤的预想中要少。他专门跑去问很多银行的技术领导：“你们不放心国产OceanBase，又为什么放心美国的Oracle呢？”

银行的领导说说：“你去查查跑分啊，Oracle是第一名，你OceanBase第几名啊？都没有在榜单上。”银行说的“跑分”，正是TPC-C，会对数据库很多方面的性能进行测试，而最主要的是针对在线交易数据库的性能测试。

想当年，Oracle在测试中是以三倍于IBM的姿势夺魁。如今OceanBase能不能跑出 Oracle 三倍呢？阳振坤的结论是：不能三倍，可以十倍。分布式一定可以超越集中式数据库十倍，甚至百倍，这是数学原理决定的。

但由于领导们有点担心步子迈的太大，于是批复将跑分控制在Oracle得分的两倍就行。在项目正式立项后，中国公司以及分布式数据库参加 TPC-C 测试，都是史上第一次。

至于测试用的硬件，因为 TPC-C 没有特别限制，阳振坤选择租用阿里云。此后，210台虚拟主机齐装列阵组成地基，使“分布式数据库”彪悍的跑在“分布式计算上”。

2019年8月，测试正式开始，TPC-C 的审计师特地从美国赶来杭州记录测试过程。两个月后，测试结果出炉：蚂蚁金服60880800分，正好是Oracle 30249688的两倍。

然而，阳振坤某种程度也是“技术完美主义者”。“既然说了要超越 Oracle十倍，就要说到做到。”2020年，OceanBase团队又马不停蹄地开始，筹备第二次测试。

这次1560台虚拟主机在阿里云中列阵，堪称人类史上最大的分布式数据库。不过，第二次测试的过程恰逢全球疫情，TPC-C 的审计师们也被迫通过网络远程监控OceanBase的数据。

经过漫长等待，2020年5月19日，跑分结果出炉：707351007。火力全开的OceanBase，逆天跑出了自己上一次分数的11.6倍，更是将Oracle创造的纪录秒成渣渣，超越了23倍。

05

尾声

OceanBase 团队，从最初的一个人，到0.1版本时的20人，到1.0时的50人，到2.0时的100人，再到如今所有人都在为 3.0 加班加点。十年难言顺遂，但大多数人都未离队。

做出中国人自己的数据意义非凡。有人曾提问：“你是不是一开始就想造出国产可控的数据库？”阳振坤斩钉截铁的回答，“没有，我只是想做出来心中那个完美的分布式数据库。”

对于坚持不懈的理由，阳振坤说，“集中式数据库的技术已经走到了尽头，我丝毫不怀疑在未来会有几家公司打破分布式数据库的技术瓶颈。不过，目前我们是世界上唯一的那个…”

今年11月30日，在2020年中国联通科技创新大会上，中国科学院大学公管学院副院长、中国科学与科技政策研究会常务理事教授刘云，再次列举了的35项被“卡脖子”的关键技术。

比如光刻机，芯片，操作系统，手机射频器件，激光雷达，核心工业软件及数据库等。但在数据库领域，OceanBase已爬上历史舞台，或许35项“卡脖子”技术可以减少一项。

然而，在阿里以外，美国数据库积威犹在，特别是在对数据库要求最高的金融、电信等领域。早在上世纪90年代，国内就逐渐形成了Oracle垄断电信行业，IBM垄断金融行业的格局。

2013年的棱镜门事件，让中国政府意识到使用美国数据库的巨大安全风险，全力推进去IOE化，但一直进展缓慢，很多大型银行的核心业务仍然在使用IBM DB2系统。

2019年国内传统关系型数据库市场占比

截至2019年，国外厂商仍占据我国数据库市场80%以上份额。在主流的关系型数据库市场中，Oracle、IBM、Microsoft、SAP四家厂商共占六成，其中Oracle占比达34.7%。

由于数据库是一个需要下游配套的复杂系统，Oracle多年来大举收购了ERP等下游行业公司，建立起完整的生态系统。而各种办公系统都各自依托Oracle、IBM开发，相互无法兼容。

因此，OceanBase等国产数据库面临的最大挑战，大抵就是在技术破局后，如何搭建自己的生态系统。在历史进程中，企业的自身努力固然重要，但有时选对立场才是决定性因素。

目前，云计算已经走在了时代前沿，任何有互联网野心的企业，都在纷纷转投分布式。在美国，亚马逊、谷歌等数据库新玩家，正在凭借分布式数据库疯狂侵吞甲骨文的地盘。

在国内，阿里、腾讯等互联网企业，如今已全面进军数据库基础技术领域。它们在激烈的市场竞争中厮杀，用丰厚的利润为科研输血，正为中国蹚出一条更高效的数据库破局之路。