【 技术硬核 】庖丁解牛 | PostgreSQL与NewSQL大解析（三）

要说NewSQL数据库，我们要先从Google 的F1/Spanner大规模分布式数据库说起。

一、Google F1/Spanner

和众多互联网公司一样，在早期Google大量使用了Mysql。Mysql是单机的，可以用Master-Slave来容错，分区来扩展。但是需要大量的手工运维工作，有很多的限制。因此Google开发了一个可容错可扩展的RDBMS——F1。和一般的分布式数据库不同，F1 对应RDMS应有的功能，毫不妥协。起初F1是基于Mysql的，不过会逐渐迁移到Spanner。

F1有如下特点：
1、7×24高可用。哪怕某一个数据中心停止运转，仍然可用。
2、可以同时提供强一致性和弱一致。
3、可扩展
4、支持SQL
5、事务提交延迟50-100ms，读延迟5-10ms，高吞吐

Spanner是Google的全球级的分布式数据库(Globally-Distributed Database)。Spanner的扩展性达到了令人咋舌的全球级，可以扩展到数百万的机器，数以百计的数据中心，上万亿的行。更给力的是，除了夸张的扩展性之外，他还能同时通过同步复制和多版本来满足外部一致性，可用性也是很好的。冲破CAP的枷锁，在三者之间完美平衡。

Spanner是个可扩展，多版本，全球分布式还支持同步复制的数据库。他是Google的第一个可以全球扩展并且支持外部一致的事务。Spanner能做到这些，离不开一个用GPS和原子钟实现的时间API。这个API能将数据中心之间的时间同步精确到10ms以内。因此有几个核心的功能：无锁读事务，原子schema修改，读历史数据无block。

由于F1/Spanner并不开源，通过现有公开资料仅仅只能窥得F1/Spanner的沧海一粟，所以我们主要通过Google的公开资料的学习和发展自身，这比拿来主义的PostgreSQL要难能可贵的多。关于F1/Spanner，我们之前写过“从Google F1 看HTAP数据库的诞生”。感兴趣可以延伸阅读。

二、F1 Query对于NewSQL的奠基

2018年，Google发表了论文“F1 Query：Declarative Querying at Scale”，意味着对F1/Spanner架构的升级。解决了如下几个核心问题：

1、多种异构的存储平台（Bigtable,Spanner,Google Spreadsheets等）共存
2、不同存储平台上的计算不统一
3、复杂的商业逻辑开始需要实时的分析和数据处理（HTAP）

于是F1数据库延伸成了这样一种数据库：
第一，它是独立计算层，底层对接了不同的数据源；
第二，它试图统一OLTP、OLAP和ETL的Workload
第三，它也是一个完整的ETL平台；
第四，它推出了几种访问数据的新形式，UDF、UDA和TVF SQL；
第五，Shading-nothing，这个之后会详细介绍。

一种数据，在完美融合CAP原理之后，又破天荒的解决了同时支持OLTP、OLAP、ETL三种场景的数据库使用。可以说给我们带来了一片“新”天地，应为开创了数据库的“新”纪元。这个“新”，被451 Group的分析师Matthew Aslett命名为“NewSQL”。

三、NoSQL谢幕，NewSQL登场

NewSQL一词是由451 Group的分析师Matthew Aslett在研究论文中提出的。它代指对老牌数据库厂商做出挑战的一类新型数据库系统。NewSQL是对各种新的可扩展/高性能数据库的简称，这类数据库不仅具有NoSQL对海量数据的存储管理能力，还保持了传统数据库支持ACID和SQL等特性。

NewSQL是指这样一类新式的关系型数据库管理系统，针对OLTP（读-写）工作负载，追求提供和NoSQL系统相同的扩展性能，且仍然保持ACID和SQL等特性（scalable and ACID and (relational and/or sql -access)）。

NewSQL一经问世，发展至今，已经形成一个庞大的技术family了：