數字經濟時代，數據已經成為企業的核心資產，推動著企業的業務創新與高速發展。隨著企業數字化轉型的深入，企業獲取數據的方式變得更加簡單，數據量呈現出爆炸式增長的態勢。與此同時，企業對于數據處理的需求也發生了變化，由原來的實時處理擴展成對數據資產的深度分析，HTAP混合型關系數據庫成為企業最佳的選擇。 

基于市場的實際需求，結合用戶和開發者的真實需要，openGauss進行了全面的技術架構創新和產品功能演進，并于2022年9月30日正式發布了openGauss 3.1版本。openGauss 3.1版本采用了四大架構創新技術，并持續演進了“四高”能力，能夠支持數據實時交易和分析混合處理，以一棧式 HTAP 解決方案，賦能開發者，助推企業加速數字化轉型進程。 

從OLTP到HTAP，用戶場景驅動數據庫變革

提到數據庫，就不得不提OLTP和OLAP。 

作為承載企業諸如CRM、訂單系統、銷售系統等等在線事務處理的核心數據庫系統，OLTP對高并發、低延時、數據一致性有極高的要求。OLAP主要用于大量數據的分析、處理與匯總，因此對磁盤的容量有著很高的要求，在性能方面可以容忍少量滯后。 

在數字化轉型的初級階段，企業的核心應用場景比較單一，且由于數據量不大，OLTP數據庫完全能夠滿足企業的需要。隨著數字化轉型的不斷深入，數據量呈現出爆炸式增長的態勢，加之AI、大數據等新興技術的不斷發展，企業對于數據分析、處理的需求越來越多，OLAP則承擔了大數據分析、處理的需求。 

雖然我們能夠找到一個100%的OLAP系統，僅處理OLAP的需求，但是OLTP系統絕對不是100%的OLTP。因為，在數據驅動的今天，任何業務系統都會有一個簡單的子系統來處理即時報表，況且有些業務還自帶大量的統計查詢。 

為此，站在業務發展的角度，用戶希望用最簡單的方法解決接踵而至的即時分析需求，HTAP應運而生。為了滿足openGauss社區用戶、開發者的真實需要，在openGauss ３.0的基礎之上正式發布了openGauss 3.1版本，除了持續演進的“四高”能力之外，還采用了四大架構創新技術，不但能夠同時支持數據實時交易和分析混合處理，并且大幅提升了可擴展性，更好的滿足了不斷變化的用戶場景需求。 

四大架構創新技術，賦能企業核心場景應用

隨著企業核心應用場景的不斷變化，以及openGauss社區的蓬勃發展，行業的客戶和社區開發者對openGauss提出了大容量、易擴展、易觀測、易遷移、高安全等更多場景化要求。基于不同的場景化挑戰，openGauss3.1版本打造了資源池化架構、可觀測架構、插件化架構、數據安全架構四大架構創新技術，并在高性能、高可用、高安全、高智能領域持續演進。 

1）資源池化架構: openGauss 3.1通過將計算池化、內存池化、存儲池化，形成了三層資源池化模型，以應對大容量和易擴展帶來的挑戰。在存儲池化上，openGauss 3.1采用了多節點共用一份數據，去除了日志復制開銷，存儲成本下降50%以上；在內存池化上，openGauss 3.1通過打通不同節點之間的內存訪問通道，并疊加數據庫本身的事務同步能力，形成了多節點下的多版本一致性讀（MVCC）能力，應用不管從哪個節點接入，都能獲取到最新的一致性數據。數據一致性敏感型應用負載能夠容易地從單個節點透明擴展到多個節點。在計算池化上，采用ShardingSphere的分布式OLTP組件和基于openLooKeng的分布式OLAP組件（openLooKeng是華為開源的高性能數據融合分析引擎）。OLTP組件和OLAP組件所形成的HTAP架構，實現了用戶表元數據的統一管理，為應用提供高并發低時延的OLTP和OLAP負載處理能力，很好地滿足了企業海量數據業務處理的訴求。

2）可觀測架構：openGauss 3.1基于可觀測工程中的三大支柱打造了可觀測整體框架，實現對openGauss數據庫全棧的可觀測、可跟蹤、可診斷。在Logging方面，實現了對操作系統和數據庫性能指標的采集和查詢能力，并使用filebeat、Elasticsearch去收集系統日志和數據庫日志。在Metrics方面，利用Promehtheus組件實現了對監控數據庫和操作系統的多維指標全棧監控，以及基于指標數據的故障預測預防。在Tracing方面，利用eBPF技術以及實時SQL跟蹤，實現對性能問題和故障的分析和診斷。

3）插件化架構：openGauss 3.1全面升級了對MySQL數據庫的內核兼容性和遷移能力，讓企業從MySQL數據庫遷移到openGauss更加方便、快捷。在MySQL兼容性方面，通過對SQL引擎增加數據庫擴展點，組織openGauss社區和DBV合作伙伴共同開發MySQL語法特性，目前已兼容 450個以上的MySQL語法特性，并以插件形式，動態加載，支持熱插拔，實現了MySQL的無感切換。在MySQL遷移方面，全量遷移實現單節點一個小時在線遷移1TB數據，大幅提升遷移效率。在增量遷移上，實現了每秒鐘30000TPS的多線程日志回放。與此同時，在數據校驗方面，利用默克爾樹校驗算法實現遷移過程數據不一致的實時發現。在并線運行方面，實現了遷移后新舊系統并行工作，支持日志反向同步，極端故障場景下實現了快速逃生的能力。

4）數據安全架構：openGauss 3.1采用的數據安全架構不但支持基于同態加密的全密態數據庫，還支持TEE軟硬協同安全加密，全面支持國密算法，全面符合數字安全法規要求，進一步提高了數據的安全性。

 除了四大架構創新技術之外，openGauss 3.1在“高性能、高可靠、高安全、高智能”四個方面持續創新。例如在高智能方面，openGauss 3.1采用貝葉斯網絡算法準確評估復雜場景下的關聯列基數，大幅提升了多列基數估計準確度。實驗表明，在1000萬的數據中建立4個關聯列和4個關聯索引，如果采用獨立假性算法基數預估將產生76倍誤差，采用多列高頻統計算法將產生6倍的誤差，而采用貝葉斯網絡算法誤差僅有1.1倍。

 在實現上，優化器深度融合了DB4AI的能力，引入了統計信息分析器，包含模型創建、模型訓練、模型推理、模型應用等核心AI組件，復雜關聯列查詢SQL端到端性能比友商所采取算法提升超過30%，成為采用AI技術解決經典數據庫難題的創新之舉。

 在高可用方面，openGauss 3.1基于發布訂閱模式的邏輯復制，實現數據雙向同步和異地多活。由于openGauss 3.1發布端數據備份中包含了邏輯復制槽，因此實現了備份恢復后發布訂閱不中斷；此外，openGauss 3.1支持發布訂閱同步基礎數據，增量同步無縫銜接；支持以二進制格式發送數據，降低網絡傳輸開銷；支持發布端主備切換時訂閱端自動連接；支持多節點相互訂閱，解決循環訂閱問題。與此同時，邏輯復制功能由openGauss 3.1內核集成，無需額外安裝第三方工具且。

 正是有了四大架構創新技術的加持，以及不斷進化的“四高”能力，使得openGauss 3.1的核心優勢愈發凸顯，為社區用戶、開發者提供了全新的選擇，成為企業核心應用場景的首選，為從OLTP到HTAP轉換，滿足市場需求，提供了更好的選擇。

 驅動產品創新與市場需求螺旋式成長，攜手夯實企業數字化轉型基石

打造根技術，建設根社區，發展新生態，openGauss社區的每一次技術突破，每一個行業創新實踐，都離不開數據庫伙伴、客戶和開發者的努力。

 openGauss社區自上線以來，始終圍繞市場需求進行技術創新，并將用戶和開發者的訴求放在首位。通過開放開源的平臺，openGauss社區將產業生態鏈的上下游合作伙伴、開發者匯集到一起，驅動產品創新和市場需求螺旋式成長。

經過2年多的發展，openGauss開源社區已經在技術、生態、商業和社區治理等方面穩健推進，快速成長。截至目前，已有185家企業和機構加入社區，4000多名開發者參與社區貢獻，23000套商業落地方案，適配了500多個行業應用，已經在金融、政府、電信、能源、制造、交通等行業核心業務中規模商用。此外，openGauss全球下載量達到100萬套，觸達了90個國家、800多個城市。

 openGauss 3.1版本推出之后，將成為openGauss社區的主力版本。社區中的用戶、開發者，也將會基于openGauss 3.1打造出更多行業的應用，解決更多企業面臨的挑戰。而華為將與來自不同行業的合作伙伴，基于openGauss 3.1版本開發更多的商業落地案例，為千行百業提供更好的數據庫解決方案。

 未來，openGauss開源社區將持續圍繞用戶、開發者的實際需求，緊貼市場需求，緊密攜手生態伙伴，不斷加速創新步伐，全力夯實企業數字化轉型基石，將中國數據庫產業發展推入全新紀元。