自2022 OceanBase年度发布会上发布4.0后，经过85天的快速迭代，OceanBase 4.0经历了内外部客户的场景测试与真实业务场景的稳定性打磨，最终在2022云栖大会上正式上线OceanBase 社区版4.0。该版本不仅从架构上解决了3.x 版本的设计瓶颈，还支持企业关注的多个核心能力，在内核功能、兼容性、稳定性、性能上取得突破。
更重要的是，其基于单机分布式一体化的架构，为企业提供一个面向未来的数据发动机。简单来说，它能以更强的OLTP及OLAP性能，帮助适合分布式场景的大型用户；同时也能通过“小型化、小规格部署能力”，帮助适合单机场景的中小规模用户，以及可能会在未来某个瞬间迎来业务爆发式增长的初创企业，都能更好地驾驭“数据库”的能力，
尤其是这个小型化，对于许多处于业务发展初期的用户来说，可以说是重要且必要。不但能帮助他们以一个非常低的成本，做业务启动探索，同时借助 OceanBase 的良好扩展性，在后期又可以弹性扩容，以面对不断增加的数据和性能需求。
不过，把数据库系统“做小”并非易事，这需要深入到每一个细节，几乎是用显微镜去抠每一处资源的使用。不仅如此，在大规格下一些合适的设计或者配置，到小规格下会变得完全不可接受。
更困难的是，OceanBase 4.0要在同一套架构里面同时兼顾小和大，这需要在大小规格之间做设计上的权衡取舍，尽可能减少分布式架构带来的额外开销，同时在很多场景中让数据库系统根据机器规格做自适应处理。
第一个问题：CPU 消耗
OceanBase 4.0 实现小型化，要解决的第一个问题是 CPU 消耗，在 4.0 版本之前，OceanBase 会为每个数据表的分区创建一个 Paxos 日志流，通过 Paxos 协议来保证分区数据的多副本一致性。这样的设计非常灵活，因为 Paxos 组是基于分区的，这意味着分区可以非常灵活地在不同服务器之间迁移；但同时也带来了很大的 CPU 开销，由于对每个 Paxos 日志流都会有选主、心跳和日志同步的开销，当服务器规格较大或者分区数量较少时，这些额外开销相对来说占的比例并不是很高；但当服务器规格变小时，Paxos 协议带来的开销就变得难以接受了。
OceanBase 4.0 是如何解决这一问题呢？研发团队认为最直接有效的办法是减少 Paxos 日志流的数量。如果能够将 Paxos 日志流的数量减少到与服务器个数同量级的程度，那么这部分开销就和传统数据库主备库模式下的日志开销差不多了。
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于是，研发团队将多个数据表分区聚合为一个 Paxos 日志流，并进行动态日志流控制。一个数据库集群中有三个 zone，每个 zone 各包含两台服务器。假设有一个租户配置了两个 unit，那么相应地这个租户就会有两个 Paxos 日志流，一个日志流中包含分区（P1, P2, P3, P4），另一个日志流中包含分区（P5, P6）。
如果两台服务器的负载不均衡，那么 OceanBase 的负载均衡模块会在 Paxos 日志流之间做分区的调度；
如果需要做集群的扩容，那么可以将一个 Paxos 日志流分裂为多个 Paxos 日志流，并做 Paxos 日志流的整体迁移；
如果需要做集群的缩容，那么可以将多个 Paxos 日志流迁移到一起，并做多个 Paxos 日志流的归并。
通过动态日志流控制，OceanBase 4.0 在保证高可用灵活扩展的基础上，极大减少了分布式架构带来的 CPU 开销。
第二个问题：内存消耗
OceanBase 4.0 实现小型化，要解决的第二个关键问题是内存消耗。在 4.0 版本之前，出于性能的考虑，OceanBase 会让一部分元数据在内存中常驻，当内存规格较大时，这些内存所占的比例并不是很高；而当服务器规格要降低到很小时，这些元数据内存的大小就变得难以接受了。为了带给用户更加极致的小规格能力，研发团队实现了所有元数据的动态加载。
他们将 SSTable 做了分层存储，将 SSTable 的根存储在分区内，在内存中只维护分区的句柄。只有当需要对分区进行访问时，才将需要访问的数据通过 kvcache 动态加载起来。从而做到了让 OceanBase 4.0 可以在较小内存的规格下，支持较大数据量的高并发访问。
为了测试小规格下的实际性能效果，团队基于三台 4C16G 的服务器，按照 1:1:1 模式来部署 OceanBase 社区版 4.0，并同时和 4C16G 的 RDS for MySQL 8.0 通过 Sysbench 进行性能对比，可以看到绝大多数场景中，OceanBase 社区版 4.0 的性能都优于 RDS for MySQL 8.0，尤其在 Insert 和 Update 两个场景中，同样的硬件条件下，OceanBase 社区版 4.0 的吞吐量表现是 RDS for MySQL 8.0 的 1.9 倍。
可以说，OceanBase 4.0 突破了分布式数据库的边界，让分布式数据库向通用性数据库又迈进了一步，即使是普通的个人电脑也可以流畅运行OceanBase社区版4.0，真正让分布式数据库真正做到“触手可及”。
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