多云数据库架构与开发实践：从选择到规范

在当今的云计算时代，多云架构已成为许多企业的首选方案。无论是公有云、私有云还是自建数据库，如何选择合适的数据库架构并制定有效的开发规范，是每个技术团队必须面对的挑战。本文基于赵飞祥在第十五届中国数据库技术大会（DTCC 2024）上的分享，总结多云数据库的架构选择与开发实践中的关键点。

1. 多云数据库的选择维度

在多云环境下，数据库的选择不仅仅是技术问题，还涉及到业务需求、运维成本和使用预期等多个维度。

业务需求：数据库架构的核心是支持业务需求。特殊的业务需求往往是架构选择和演进的动力。例如，多region的业务需求场景需要数据库具备跨地域的高可用性和数据同步能力。

运维成本：不同类型的数据库对运维人员的技能要求和云资源的消耗不同。选择数据库时，必须考虑运维成本和公司资源的平衡。

使用预期：数据库的成熟度和稳定性直接影响业务的连续性。尤其是在高并发和大数据量的场景下，数据库的性能和稳定性至关重要。

2. 数据库通用架构总结

在多云环境下，常见的数据库架构包括一主一从高可用架构、Primary+Read Replicas架构、Proxy+分布式计算存储架构以及Smart Driver+分布式计算存储架构。

一主一从高可用架构：这是公有云数据库的默认高可用方式。通过switchover实现数据库切换，虽然SLA无法达到100%，但在可控成本内提供了较高的可用性。

Primary+Read Replicas架构：适用于读业务量大的场景。Read Replicas可以与Primary在同一个数据中心，也可以跨数据中心部署。需要注意的是，Read Replica的SLA通常低于Primary节点，业务连接需要具备failover功能以提高可用性。

Proxy+分布式计算存储架构：通过Proxy层实现统一入口，数据库层采用计算与存储分离或分布式架构，进一步提升高可用性。

Smart Driver+分布式计算存储架构：与Proxy架构类似，但通过客户端的Driver和探活机制直接实现failover，无需额外的Proxy层。

3. 数据库开发规范要点

在数据库开发过程中，制定并遵循规范是确保系统稳定性和可维护性的关键。以下是几个重要的开发规范：

数据库连接使用规范：敏感信息如数据库连接密码需要通过专门的密码管理工具（如Vault）进行管理。自动化程序应在数据库创建时生成敏感信息，并通过CI/CD流程统一管理连接信息。

数据库用户使用规范：不同用户应具备不同的权限，业务程序应使用不同的用户连接。DBA管理用户具有最高权限，而应用用户则根据需求分为DDL、DML和Read Only用户。

库表设计规范：数据库名应与微服务名称一一对应，避免使用下划线和中划线。业务表应包含必要的字段（如id、create_time、update_time等），多region业务表应使用UUID作为主键。

索引使用规范：索引是保证数据库性能的重要手段。即使在数据量较小的情况下，合理的索引设计也是必要的。应根据业务需求和数据分布情况，优先为散列度高、查询频繁的列创建索引。

分区规范：分区是应对海量数据和冷热数据分离的有效手段。合理的分区设计不仅能提高性能，还能简化数据归档和数据库大小控制。

数据归档规范：对于海量数据，归档是保证数据库可管理性的必要手段。可以通过将数据归档到对象存储或OLAP系统中，实现数据的长期存储和分析。

4. 架构与开发规范的演进

随着业务需求的变化，数据库架构和开发规范也需要不断演进。新的业务需求可能会推动架构的调整，而开发规范则需要在实践中不断完善。例如，随着AI技术的引入，数据库故障的自动发现和优化建议将成为未来的发展方向。

5. 云数据库的改进建议

最后，赵飞祥提出了几点云数据库的改进建议：

重视客户需求，解决痛点问题：云数据库提供商应深入了解客户的实际需求，解决他们在使用过程中遇到的痛点。

简化不必要的变更，降低运维成本：过多的变更会增加运维复杂度，云数据库应尽量减少不必要的变更，降低客户的运维负担。

提高稳定性，优化故障诊断工具：数据库的稳定性是业务连续性的基础，云数据库应不断完善故障诊断和性能优化工具，确保系统的高可用性。

总结

多云数据库的架构选择和开发规范是一个复杂且持续演进的过程。通过合理的架构设计和严格的开发规范，企业可以在多云环境下实现数据库的高效管理和稳定运行。随着技术的不断进步，数据库架构和规范也将继续演进，以应对日益复杂的业务需求和技术挑战。