Oracle 18c体系架构图创作之路 - 设计者说(精品海报大放送)
编辑说明：在刚刚落幕的第八届数据技术嘉年华大会现场，我们正式发布了『Oracle 18c体系架构图』，应广大网友的呼吁，特别向不能到场的朋友放送。
（回顾嘉年华：云数据库时代：企业数据架构的云化智能重构和变革(含大会PPT)）
自2012年的Oracle 11g体系架构图开始，已经连续发布了四个版本。而我很荣幸，作为12.2版本和18c版本的设计师，今天跟大家分享一下我个人在设计和绘制图的过程中的一些体会，也跟大家一起聊聊18c中最核心的变化和技术点。
除了前期的时候采用手绘图的方式，整个海报的设计基本上是采用OneNote来完成的。以下是设计稿的一个版本。
12.2从开始读文档储备知识到最后绘制出完整的图经历了4个月时间，完成了上百个新特性和模块的设计，18c的新特性相对较少，但是从传统数据库跨域到自治数据库，其中的新特性更细致专业，这也引导我在画图的时候更关注细节，也经历两个月的查阅和设计才完成。
海报所包含的新特性的维度有：功能模块、组件、关联关系、进程、算法、内核存储。针对每一个新特性，都会从以上维度做深入分析，并最终落在纸上，将技术的精美与艺术的优雅结合为一体。
【技术篇】Oracle18c的神秘和真实
揭开自动驾驶的神秘面纱，首先我们从Oracle数据库的生命周期表中可以看出，18c并不意味着跟以前我们所熟知的11g 12c有天壤之别。事实上，18c在Oracle的产品体系中的真实身份是 Oracle12.2.0.2. 之所以这样改，一方面是为了避开13，另外一方面刚好从2018年开始，Oracle也开始走向了每年一更新这种小步快跑的研发方式。
每一个熟悉 Oracle的人都知道，Oracle每一次薄发，都来源于多年的厚积。本次从12.2.0.1到12.2.0.2（18c）的版本，虽然从开始到推向市场只用了一个季度的时间，却实现了数据库从自动管理到自动驾驶的质的飞跃。
我们挑选了最核心的40多个新特性进行设计。可以简单归纳为4个维度的智能优化提升。
1、多租户智能优化
---将自动化运维进行到底
随着互联网和移动应用场景的深化，企业中的IT系统越来越复杂，在运维管理上面临巨大的压力。整合与集中管理是必然之路。多租户跨出的第一步证明了它可以解决企业的IT系统在运维和管理上面临的众多问题，那么接下来就是从“可用”到“如何用得更好”的问题。在12.2的基础上，Oracle 18c在多租户的方案上实现了如下优化：
1）增强的PDB复制功能：在12.2的基础上支持对克隆PDB进行refresh，可实现完全的数据同步，除了应用于故障内外的failover和switchover之外，还可以创建同步的测试环境。对PDB的复制实现上，还支持对PDB进行加密复制和传输，更是扩展了其应用场景。
2）快照转盘实现全面数据保护和基于时间点的恢复。数据安全越来越成为企业的核心关注点。从内部管理的角度来说，有效的备份是不可或缺的。而以往需要DBA制定的备份策略，在18c中已经完全实现了自动化。
3）CDB Fleet的管理，不止于整合，更实现系统规范管理。将不同的CDB作为一个整体来管理，分配不同的CDB的角色。可以通过其中的leader角色统一负责资源的协调和管理，并对其他成员进行操作。
4）通过ContainerMap的特性，在app root中统一对PDB的表进行管理，定义PDB中表的分区策略。当Container Map的内容发生更新时，会自动同步到PDB的map-tab当中。这为application Container中的表的管理提供了极大的便利。
通过这些特性的引入，Oracle多租户方案从简单的整合集中，到自动运维管理，再迈向智能自治自动驾驶，水到渠成。
2、In-Memory优化
---卓越性能，极致用户体验
性能是一条没有尽头的路。从硬件到软件，从系统到算法，Oracle每一个版本在性能提升上都会带来惊喜。在18c版本中，其性能提升主要体现在IN-MEMORY的优化上。包括以下新特性：
1）In-Memory 自动内存管理：主要指的是指自动选择适合In-Memory的对象并压缩提速等。自动管理IM列存储数据，无需人为干预,有益于Oracle管理的云服务，该特性会带来2x的性能提升。
2）In-Memory动态扫描：内存中动态扫描提供了同时扫描多个IMCU的功能。充分利用CPU资源，最大限度提高列式扫描性能，最高达到2X性能
3）对XMEM的支持，并非易失性内存（NVRAM）极大扩展内存容量，可以有大于3x 列式存储。而加大的列存储将极大地提高数据仓库场景下的数据查询效率。
4）Memoptimized Rowstore：该特性是访问OLTP工作负载的内存优化，存在于SGA中，用于启用快速查找时存储表的哈希索引。
除此，18c中IN-MEMORY做了以下算法优化，number类型可以使用SIMD硬件进行快速计算，列存储将NUMBER数值列以原生二进制表示，通过使用SIMD矢量处理，简单聚合和Group by聚合性能明显提升，可高达9倍。针对混合工作负载性能，达到2x提升，同时通过压缩，fast-start优化，dynamic capturewindows等技术，在各个应用场景下的性能都得到了极大改善。
3、ADG及联机操作优化
---从高可用到全面可用
首先nologging功能在ADG环境下得到更好的支持，可用于分解负载或实现高可用两种场景，通过nologging的支持，极大地减少生成Redo的数量。而用户可以根据需求选择主备之间的数据同步级别。
在使用多实例的Redo应用场景下，ADG中可以启用RMAN的块变更跟踪文件（block change tracking file），将多实例日志应用（12.2新特性）与增量备份技术结合，提高adg环境的性能和可用性。同时还支持在主备之间直接传输dml语句。
在功能优化的基础上，Oracle在adg上同时增强了安全策略，比如可以对standby环境做单向加密，而不影响主备之间的数据传输和同步。
同时数据库在表的操作支持上，比如对多态表，inline外部表的支持，表的在线分区重构和合并的实现，都体现了全面兼容可用，灵活切换的趋势。外部表同时也支持在IN-MEMORY中使用。
4、RAC与Sharding
---融合式应用场景
自从Sharding和多租户场景推向市场后，很多用户认为这是完全不同的两种场景下的解决方案。前者用于大表大库的分解管理，后者则是多库的集中和一体化管理。在12.2中通过多租户与RAC结合，也形成了Flex Cluster，Cluster Domain等各种超集合方案。那么与Sharding是否有共通和兼容之处呢？
从18c中我们可以看出，pdb可以作为Sharding中的分片，可以作为Flex Cluster中的节点，而每一个Shard也可以是RAC集群中的节点。这样的兼容，为企业中各类数据库的合并和分解提供了极大的便利。不用再担心技术上的沟壑，只需要根据业务需求，在合适的时间选择合适的方案，灵活切换。当然应用场景融合毕竟不属于高频需求，目前也只是在简单的技术上实现支持，但我们相信，随着Oracle一步步前进，最终走向灵活的业务管理不是问题。
就像罗马不是一天建成的，Oracle的智能化和自动管理，绝不是一蹴而就，而是经过多年的积累和优化，当然18c的推出仅仅代表Oracle终于迈出了这一步，而不是彻底走向了智能。我们期待在后续的版本中，看到Oracle更多的在本地数据库，尤其是exadata之外的数据库环境发力，从而扩展其可服务范围。
（本文只包含重要的新特性，如果想了解更多，请查验官方文档，或持续关注公众号，我们会继续分享。）
【非技术篇】设计之路，一路走来
从Oracle12.2的从0开始设计绘制，到现在完善了Oracle 18c的新特性版本，从手绘到电子稿到正式的设计图，一篇篇新特性文档啃下来，一条线一个框画出来，一点点上色美化，整个过程我学习到了很多东西，远远超过了技术。所以很想分享一些技术以外的感想，与大家共勉。
做一件看似力所不能及的事情
人是一种很复杂的生物体，哪怕是自我这样熟悉的躯体里面，你可能并不知道存在什么样的力量，或者是什么在驱动她的运转。而人生中最大的乐趣之一，就是不断地尝试，并发现自己还能做更多，承受更多的过程。
梁宁把人的核心驱动力划分为恐惧驱动和愉悦驱动两种。很多时候我们很难区分二者，只会表现出既兴奋又有点害怕的状态，或许他们就是共存的，就像一个追求完美的人，很难区分是因为完美给他带来的愉悦多一点，还是不完美让他受不了多一点。
最初想自己创作这张图的时候，刚开始是12.2，有一次老板无意中说起，想要更新以前的海报，但当时整个团队忙于其他事情，谁都没有放在心上。那时候我对于Oracle的学习并不深入，只是公司的学习资源比较多，而我整理文档会学习到各种不同的思路，也比较真实地感知着Oracle的完美和强大，它如此细致优雅，是让人着迷的。而体系架构图，则是它优雅躯体的完美展现。
当时触发我的点是，在Oracle领域，在云和恩墨，大家都是专家，无论做什么，都是别人做过的。已经有了标准有了约束。一件有对错的事情是容易产生挫败感的。但12.2的架构图，是未知的，是全新的。未知的事物就代表着没有恐惧。你可以尝试失败并把它定义为常态，而如果恰好成功，那就是意外的惊喜了。
创作第一阶段：啃文档，积累知识
我当时默默地开始读文档，去理清楚上一个版本的逻辑关系，整理下一个版本的新特性。那是在技术里面最单纯快乐的日子。把陌生的东西变成熟悉，惧怕的变成享受，复杂的通过纸和笔一点点列出来理清楚。当时花了多少遍不记得了，但我印象中用了好几沓A4纸，虽然是草稿，一直都舍不得扔。直到后来搬家，只留了其中几张。
刚开始最大的挑战还是在技术上。作为一个技术菜鸟，要读懂Oracle十几本新特性文档并将整个体系关联起来并不容易。常常会遇到昨天刚刚理清楚的思路，被今天新发现的一个细节完全推翻的情况。不得不从头再来。但那时候工作很忙，很少有完整的时间去思考，有时为了思维不断片，晚上会连续盯着墙上的图看很久，生怕有什么遗漏。那段时间做梦都是在看文档和画图。
事实上那样的坚持，非但不枯燥反而给我的生活带来了很多乐趣。有时候工作特别忙，或者特别不开心的时候，看到自己整理的技术点，或者看着已经整理过的好多文档，就特别满足。从而更有动力。
第一个阶段，也就是整理技术的阶段很快过去，接下来就是如何将技术优雅地呈现。
创作第二阶段：绘图设计
为了一开始不陷入绘图软件的限制，在读文档的时候一直是手绘图，但并不方便更新，每次修改都是重新画。于是需要做成电子版。查过很多专业的绘图软件，最后却选择了用OneNote笔记。原因是简单随意。它没有模板框架的限制，只提供最基本的颜色，笔和纸。你可以定义所有自己眼里的美。有很多同学经常问起关于工具和软件的选择，每个人都特征不一样，只要自己用起来舒服的，你就可以用它来创作。
这里也联想到产品设计中最基本的一个原则，不要让用户思考，要顺从他的潜意识。我个人就是很典型的懒用户，对于有复杂规则和使用方法的工具，我都敬而远之。OneNote就是这样一款看似傻傻的什么都没有的工具，却可以让用户最大程度的满足和发挥自己的创造力。
创作第三阶段：梳理进程，框线，颜色等各类细节
先是把手绘图搬到了OneNote上面，之后不断地完善，每一个模块，每一个功能，每一个线条，每一次上色，都会让你觉得，原来还可以更好，而正是这种更好的反馈激励我不断去更新完善，每一个细节都不会错过。
周末的时候，把画板放大到极限，然后一点点把颜色凃进去。看着色彩在框架里跳跃，感觉图终于有了生命。
创作第四阶段：找茬
最后几个星期，简单概括为找茬。每天盯着图看那一条线还有问题，哪一个框的颜色对不对，哪一个进程，是否还可以有更好的位置方便连接。越是到快要结束的时候，越觉得整个过程太美舍不得结束。又兴奋地期盼着终版出来然后开心地拿去印刷。
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.
我说人总要做一些有挑战的看似力所不能及的事情，并为此拼尽全力。未知是没有束缚的，成功是幸运，就算你天天被打击，也不用担心，因为你会在被打击的过程中，逐渐变得强大。这样的成长，是确定性给不了的。
曾经看到过一句话，外向的人从社交中获得能量，而内向的人则从事物中获得能量。绘图对于我来说，就是我的能量场。我不懂专业的色彩搭配，光度对比，甚至不用懂。但每次沉浸其中，花一个下午的时间把色彩装进线条里面，看着他们在纸上在电脑上跃动，心生喜悦。
色彩是阳光的产物，却是另一种让人温暖的表达。在选择配色的时候，每一个框的底色，每一条线，都会细细琢磨。而我脑海中的场景，是各种阳光。比如阳光穿过树叶的时候是灰绿与金黄色的结合，阳光透过玻璃照进来，是橘色和蓝色，阳光经过建筑在角落打下阴影，是蓝绿色和灰色，或在湖面的涟漪上，溅起的水花是玫红与紫色，每一个场景它都是不一样的，都有最适合它的颜色表达出来，有最灵动的生命。
跟那些有明确想法的同学和同事相比，我总是处于各样的困扰中。很多时候看不清未来的路，也会很慌。也许是因为我本就喜欢未知，也享受未知带来的痛苦和愉悦。不过如果有跟我一样迷茫的孩子，我很想分享一段话。我不记得摘抄自哪里，它一直在我的日记本里，静静地存在，在我迷茫困惑的时候会给我力量。
有一天你将破蛹而出，成长得比人们期待的还要美丽。但这个过程会很痛，很辛苦，有时候还觉得灰心，面对汹涌而来的现实觉得自己渺小无力。但这也是生命的一部分。做好现在你能做的，然后一切都会好的。我们都将独孤地长大，不要害怕。
迷茫是人生的常态。只有极少数卓越的人一路上一直很清楚自己要走到哪里，看到什么样的风景。我们大部分人，都是在不断试错中成长。迷茫的时候，做些让自己心动愉悦的事情，找到自己的能量场，不要被残酷的现实打倒。机遇总是会来，今天或是明天。你准备好了，就要不遗余力。
不要怕，不要沮丧。做最好的自己。为你所爱的，和你想要的。
在两次绘图过程中，感谢盖总，杨老师，kamus,罗海雄等各位专家的指导和帮助。感谢熊总，在我设计18c的时候给予我很大的支持，感谢恩墨的大家，让我时常感受到温暖和力量。
云和恩墨，是一个值得你托付才华和梦想的地方。如果你有梦，如果你愿意为此付出努力。我们欢迎你，来这里一起进步！
作者简介
孙雪
云和恩墨数据安全产品经理。Oracle 11g OCP, Oracle 12.2，18c 体系架构图设计师，参与出版《Oracle性能优化与诊断案例精选》，主讲在线系列课程“Oracle RAC深入解析”、“Oracle 12.2新特性“
文末福利
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