Oracle 18c體系架構圖創作之路 - 設計者說(精品海報大放送)

編輯說明：在剛剛落幕的第八屆資料技術嘉年華大會現場，我們正式釋出了『Oracle 18c體系架構圖』，應廣大網友的呼籲，特別向不能到場的朋友放送。

自2012年的Oracle 11g體系架構圖開始，已經連續釋出了四個版本。而我很榮幸，作為12.2版本和18c版本的設計師，今天跟大家分享一下我個人在設計和繪製圖的過程中的一些體會，也跟大家一起聊聊18c中最核心的變化和技術點。

除了前期的時候採用手繪圖的方式，整個海報的設計基本上是採用OneNote來完成的。以下是設計稿的一個版本。

12.2從開始讀文件儲備知識到最後繪製出完整的圖經歷了4個月時間，完成了上百個新特性和模組的設計，18c的新特性相對較少，但是從傳統資料庫跨域到自治資料庫，其中的新特性更細緻專業，這也引導我在畫圖的時候更關注細節，也經歷兩個月的查閱和設計才完成。

海報所包含的新特性的維度有：功能模組、元件、關聯關係、程式、演算法、核心儲存。針對每一個新特性，都會從以上維度做深入分析，並最終落在紙上，將技術的精美與藝術的優雅結合為一體。 

【技術篇】Oracle18c的神祕和真實

揭開自動駕駛的神祕面紗，首先我們從Oracle資料庫的生命週期表中可以看出，18c並不意味著跟以前我們所熟知的11g 12c有天壤之別。事實上，18c在Oracle的產品體系中的真實身份是 Oracle12.2.0.2.  之所以這樣改，一方面是為了避開13，另外一方面剛好從2018年開始，Oracle也開始走向了每年一更新這種小步快跑的研發方式。

每一個熟悉 Oracle的人都知道，Oracle每一次薄發，都來源於多年的厚積。本次從12.2.0.1到12.2.0.2（18c）的版本，雖然從開始到推向市場只用了一個季度的時間，卻實現了資料庫從自動管理到自動駕駛的質的飛躍。

我們挑選了最核心的40多個新特性進行設計。可以簡單歸納為4個維度的智慧優化提升。

隨著網際網路和移動應用場景的深化，企業中的IT系統越來越複雜，在運維管理上面臨巨大的壓力。整合與集中管理是必然之路。多租戶跨出的第一步證明了它可以解決企業的IT系統在運維和管理上面臨的眾多問題，那麼接下來就是從“可用”到“如何用得更好”的問題。在12.2的基礎上，Oracle 18c在多租戶的方案上實現瞭如下優化：

1）增強的PDB複製功能：在12.2的基礎上支援對克隆PDB進行refresh，可實現完全的資料同步，除了應用於故障內外的failover和switchover之外，還可以建立同步的測試環境。對PDB的複製實現上，還支援對PDB進行加密複製和傳輸，更是擴充套件了其應用場景。

2）快照轉盤實現全面資料保護和基於時間點的恢復。資料安全越來越成為企業的核心關注點。從內部管理的角度來說，有效的備份是不可或缺的。而以往需要DBA制定的備份策略，在18c中已經完全實現了自動化。

3）CDB Fleet的管理，不止於整合，更實現系統規範管理。將不同的CDB作為一個整體來管理，分配不同的CDB的角色。可以通過其中的leader角色統一負責資源的協調和管理，並對其他成員進行操作。

4）通過ContainerMap的特性，在app root中統一對PDB的表進行管理，定義PDB中表的分割槽策略。當Container Map的內容發生更新時，會自動同步到PDB的map-tab當中。這為application Container中的表的管理提供了極大的便利。

通過這些特性的引入，Oracle多租戶方案從簡單的整合集中，到自動運維管理，再邁向智慧自治自動駕駛，水到渠成。

效能是一條沒有盡頭的路。從硬體到軟體，從系統到演算法，Oracle每一個版本在效能提升上都會帶來驚喜。在18c版本中，其效能提升主要體現在IN-MEMORY的優化上。包括以下新特性：

1）In-Memory 自動記憶體管理：主要指的是指自動選擇適合In-Memory的物件並壓縮提速等。自動管理IM列儲存資料，無需人為干預,有益於Oracle管理的雲服務，該特性會帶來2x的效能提升。

2）In-Memory動態掃描：記憶體中動態掃描提供了同時掃描多個IMCU的功能。充分利用CPU資源，最大限度提高列式掃描效能，最高達到2X效能

3）對XMEM的支援，並非易失性記憶體（NVRAM）極大擴充套件記憶體容量，可以有大於3x 列式儲存。而加大的列儲存將極大地提高資料倉儲場景下的資料查詢效率。

4）Memoptimized Rowstore：該特性是訪問OLTP工作負載的記憶體優化，存在於SGA中，用於啟用快速查詢時儲存表的雜湊索引。

除此，18c中IN-MEMORY做了以下演算法優化，number型別可以使用SIMD硬體進行快速計算，列儲存將NUMBER數值列以原生二進位制表示，通過使用SIMD向量處理，簡單聚合和Group by聚合效能明顯提升，可高達9倍。針對混合工作負載效能，達到2x提升，同時通過壓縮，fast-start優化，dynamic capturewindows等技術，在各個應用場景下的效能都得到了極大改善。

首先nologging功能在ADG環境下得到更好的支援，可用於分解負載或實現高可用兩種場景，通過nologging的支援，極大地減少生成Redo的數量。而使用者可以根據需求選擇主備之間的資料同步級別。

在使用多例項的Redo應用場景下，ADG中可以啟用RMAN的塊變更跟蹤檔案（block change tracking file），將多例項日誌應用（12.2新特性）與增量備份技術結合，提高adg環境的效能和可用性。同時還支援在主備之間直接傳輸dml語句。

在功能優化的基礎上，Oracle在adg上同時增強了安全策略，比如可以對standby環境做單向加密，而不影響主備之間的資料傳輸和同步。

同時資料庫在表的操作支援上，比如對多型表，inline外部表的支援，表的線上分割槽重構和合並的實現，都體現了全面相容可用，靈活切換的趨勢。外部表同時也支援在IN-MEMORY中使用。

自從Sharding和多租戶場景推向市場後，很多使用者認為這是完全不同的兩種場景下的解決方案。前者用於大表大庫的分解管理，後者則是多庫的集中和一體化管理。在12.2中通過多租戶與RAC結合，也形成了Flex Cluster，Cluster Domain等各種超集合方案。那麼與Sharding是否有共通和相容之處呢？

從18c中我們可以看出，pdb可以作為Sharding中的分片，可以作為Flex Cluster中的節點，而每一個Shard也可以是RAC叢集中的節點。這樣的相容，為企業中各類資料庫的合併和分解提供了極大的便利。不用再擔心技術上的溝壑，只需要根據業務需求，在合適的時間選擇合適的方案，靈活切換。當然應用場景融合畢竟不屬於高頻需求，目前也只是在簡單的技術上實現支援，但我們相信，隨著Oracle一步步前進，最終走向靈活的業務管理不是問題。

就像羅馬不是一天建成的，Oracle的智慧化和自動管理，絕不是一蹴而就，而是經過多年的積累和優化，當然18c的推出僅僅代表Oracle終於邁出了這一步，而不是徹底走向了智慧。我們期待在後續的版本中，看到Oracle更多的在本地資料庫，尤其是exadata之外的資料庫環境發力，從而擴充套件其可服務範圍。

（本文只包含重要的新特性，如果想了解更多，請查驗官方文件，或持續關注公眾號，我們會繼續分享。）

 【非技術篇】設計之路，一路走來

從Oracle12.2的從0開始設計繪製，到現在完善了Oracle 18c的新特性版本，從手繪到電子稿到正式的設計圖，一篇篇新特性文件啃下來，一條線一個框畫出來，一點點上色美化，整個過程我學習到了很多東西，遠遠超過了技術。所以很想分享一些技術以外的感想，與大家共勉。

人是一種很複雜的生物體，哪怕是自我這樣熟悉的軀體裡面，你可能並不知道存在什麼樣的力量，或者是什麼在驅動她的運轉。而人生中最大的樂趣之一，就是不斷地嘗試，並發現自己還能做更多，承受更多的過程。

樑寧把人的核心驅動力劃分為恐懼驅動和愉悅驅動兩種。很多時候我們很難區分二者，只會表現出既興奮又有點害怕的狀態，或許他們就是共存的，就像一個追求完美的人，很難區分是因為完美給他帶來的愉悅多一點，還是不完美讓他受不了多一點。

最初想自己創作這張圖的時候，剛開始是12.2，有一次老闆無意中說起，想要更新以前的海報，但當時整個團隊忙於其他事情，誰都沒有放在心上。那時候我對於Oracle的學習並不深入，只是公司的學習資源比較多，而我整理文件會學習到各種不同的思路，也比較真實地感知著Oracle的完美和強大，它如此細緻優雅，是讓人著迷的。而體系架構圖，則是它優雅軀體的完美展現。

當時觸發我的點是，在Oracle領域，在雲和恩墨，大家都是專家，無論做什麼，都是別人做過的。已經有了標準有了約束。一件有對錯的事情是容易產生挫敗感的。但12.2的架構圖，是未知的，是全新的。未知的事物就代表著沒有恐懼。你可以嘗試失敗並把它定義為常態，而如果恰好成功，那就是意外的驚喜了。

• 創作第一階段：啃文件，積累知識

我當時默默地開始讀文件，去理清楚上一個版本的邏輯關係，整理下一個版本的新特性。那是在技術裡面最單純快樂的日子。把陌生的東西變成熟悉，懼怕的變成享受，複雜的通過紙和筆一點點列出來理清楚。當時花了多少遍不記得了，但我印象中用了好幾沓A4紙，雖然是草稿，一直都捨不得扔。直到後來搬家，只留了其中幾張。

剛開始最大的挑戰還是在技術上。作為一個技術菜鳥，要讀懂Oracle十幾本新特性文件並將整個體系關聯起來並不容易。常常會遇到昨天剛剛理清楚的思路，被今天新發現的一個細節完全推翻的情況。不得不從頭再來。但那時候工作很忙，很少有完整的時間去思考，有時為了思維不斷片，晚上會連續盯著牆上的圖看很久，生怕有什麼遺漏。那段時間做夢都是在看文件和畫圖。

事實上那樣的堅持，非但不枯燥反而給我的生活帶來了很多樂趣。有時候工作特別忙，或者特別不開心的時候，看到自己整理的技術點，或者看著已經整理過的好多文件，就特別滿足。從而更有動力。

第一個階段，也就是整理技術的階段很快過去，接下來就是如何將技術優雅地呈現。

• 創作第二階段：繪圖設計

為了一開始不陷入繪圖軟體的限制，在讀文件的時候一直是手繪圖，但並不方便更新，每次修改都是重新畫。於是需要做成電子版。查過很多專業的繪圖軟體，最後卻選擇了用OneNote筆記。原因是簡單隨意。它沒有模板框架的限制，只提供最基本的顏色，筆和紙。你可以定義所有自己眼裡的美。有很多同學經常問起關於工具和軟體的選擇，每個人都特徵不一樣，只要自己用起來舒服的，你就可以用它來創作。

這裡也聯想到產品設計中最基本的一個原則，不要讓使用者思考，要順從他的潛意識。我個人就是很典型的懶使用者，對於有複雜規則和使用方法的工具，我都敬而遠之。OneNote就是這樣一款看似傻傻的什麼都沒有的工具，卻可以讓使用者最大程度的滿足和發揮自己的創造力。

• 創作第三階段：梳理程式，框線，顏色等各類細節

先是把手繪圖搬到了OneNote上面，之後不斷地完善，每一個模組，每一個功能，每一個線條，每一次上色，都會讓你覺得，原來還可以更好，而正是這種更好的反饋激勵我不斷去更新完善，每一個細節都不會錯過。

週末的時候，把畫板放大到極限，然後一點點把顏色凃進去。看著色彩在框架裡跳躍，感覺圖終於有了生命。

• 創作第四階段：找茬

最後幾個星期，簡單概括為找茬。每天盯著圖看那一條線還有問題，哪一個框的顏色對不對，哪一個程式，是否還可以有更好的位置方便連線。越是到快要結束的時候，越覺得整個過程太美捨不得結束。又興奮地期盼著終版出來然後開心地拿去印刷。

life is a journey, and one of the most  exciting  things  in it is try your best  to find out what you can do and who you can be. 

我說人總要做一些有挑戰的看似力所不能及的事情，併為此拼盡全力。未知是沒有束縛的，成功是幸運，就算你天天被打擊，也不用擔心，因為你會在被打擊的過程中，逐漸變得強大。這樣的成長，是確定性給不了的。

曾經看到過一句話，外向的人從社交中獲得能量，而內向的人則從事物中獲得能量。繪圖對於我來說，就是我的能量場。我不懂專業的色彩搭配，光度對比，甚至不用懂。但每次沉浸其中，花一個下午的時間把色彩裝進線條裡面，看著他們在紙上在電腦上躍動，心生喜悅。

色彩是陽光的產物，卻是另一種讓人溫暖的表達。在選擇配色的時候，每一個框的底色，每一條線，都會細細琢磨。而我腦海中的場景，是各種陽光。比如陽光穿過樹葉的時候是灰綠與金黃色的結合，陽光透過玻璃照進來，是橘色和藍色，陽光經過建築在角落打下陰影，是藍綠色和灰色，或在湖面的漣漪上，濺起的水花是玫紅與紫色，每一個場景它都是不一樣的，都有最適合它的顏色表達出來，有最靈動的生命。

跟那些有明確想法的同學和同事相比，我總是處於各樣的困擾中。很多時候看不清未來的路，也會很慌。也許是因為我本就喜歡未知，也享受未知帶來的痛苦和愉悅。不過如果有跟我一樣迷茫的孩子，我很想分享一段話。我不記得摘抄自哪裡，它一直在我的日記本里，靜靜地存在，在我迷茫困惑的時候會給我力量。

迷茫是人生的常態。只有極少數卓越的人一路上一直很清楚自己要走到哪裡，看到什麼樣的風景。我們大部分人，都是在不斷試錯中成長。迷茫的時候，做些讓自己心動愉悅的事情，找到自己的能量場，不要被殘酷的現實打倒。機遇總是會來，今天或是明天。你準備好了，就要不遺餘力。

不要怕，不要沮喪。做最好的自己。為你所愛的，和你想要的。

在兩次繪圖過程中，感謝蓋總，楊老師，kamus,羅海雄等各位專家的指導和幫助。感謝熊總，在我設計18c的時候給予我很大的支援，感謝恩墨的大家，讓我時常感受到溫暖和力量。

雲和恩墨，是一個值得你託付才華和夢想的地方。如果你有夢，如果你願意為此付出努力。我們歡迎你，來這裡一起進步！

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