完整支持Oracle PL/SQL，星环科技KunDB高兼容性实现低成本国产化替代

从中兴、华为等一系列高新科技企业被美国制裁，到俄乌冲突事件爆发后，西方各国相继宣布制裁俄罗斯，以Oracle、IBM、微软、SAP为代表的科技巨头暂停在俄服务，这一系列动作给我们敲响了加速国产化替代的警钟。数据库作为提供数据存储与处理能力的基础软件，是信息系统的基础、信息安全的基石，因此，数据库自主可控和国产化替代已经刻不容缓。

兼容性是国产化替代关键，自研数据库更具潜力

Oracle数据库发展较早，在国内市场内占领了一定先机，企业经过信息化的长期积累和革新，基于Oracle开发了大量的系统业务。为了能够适配新的国产数据库产品，必须对应用代码进行大量修改，各数据表的数据类型、函数、语法规则需要进行系统、全面的改造，这就要求新的国产数据库对原有数据库能够有很好的兼容性支持，降低迁移的代码改造成本。

Oracle经过多年的发展，在SQL语言、性能、实例形态、容灾方案等方面有很多积累扩展。若要实现Oracle数据库的国产化替代，除了要能够提供在性能、容灾能力、安全能力等方面全方位提供对等的能力，首先要解决的就是如何兼容Oracle的大量SQL方言，尤其是Oracle的PL/SQL这一独特的广受欢迎的语法体系。

中国信通院《数据库发展研究报告》中表示，“国内关系型数据库产品中多数是基于MySQL和PostgreSQL二次开发的”。因此，这些产品对MySQL、PostgreSQL兼容性较好，但没有体系化的兼容Oracle，尤其是PL/SQL方面。

“高度的商业数据库兼容能力意味着大量的设计和研发工作，涉及产品整体架构的多个方面，十分考验厂商对代码的理解和掌控能力”。国家工业信息安全发展研究中心 、中国电子学会和北京国家金融科技认证中心联合发布的《分布式数据库发展趋势研究报告》中指出，“完全自主研发的产品在这方面具备先天的优势，未来无论在兼容性适配还是产品能力的研发上都更具潜力”。

KunDB是星环科技自主研发的国产分布式交易型数据库，提供完整的关系型数据库的能力，高度兼容MySQL和Oracle，可低成本实现数据库国产化的替代和迁移，具备可扩展、高并发、高可用、数据灾备等特性，满足企业关键业务处理、高并发查询、业务分布式改造、交易分析混合的数据中台等复杂场景，在金融、政务、能源、医疗、交通、教育等多个行业应用，为用户提供高性能、稳定可靠、经济实用、自主可控的国产化数据库产品。

高度兼容Oracle，实现低成本国产化平滑替代

KunDB对Oracle语法各个方面高度兼容，成为业内领先的具备支撑Oracle业务迁移能力的国产数据库。KunDB高度兼容Oracle语法与PL/SQL，支持VARCHAR2/NVARCHAR2、NUMBER等全部常用数据类型，在PL/SQL语法上，支持控制语句、集合、动态SQL、子程序、预定义包、错误处理等全部PL/SQL语法，并且通过自主原创的PL/SQL编译器，KunDB支持复杂PL/SQL程序，执行性能比解释执行提升一个数量级，解决了Oracle业务迁移到国产化数据库的核心痛点，为其他兼容性完善提供了基础。

在Oracle数据库对象、DML、函数、系统视图、内置包、驱动等方面，KunDB做到了常用功能的兼容，满足大部分业务的迁移需求，极大降低了企业业务迁移成本。

例如在某省级社保系统迁移过程中，KunDB仅用了3天就完成了8万多行PL/SQL代码的迁移工作，高效、低成本、安全地保障了原数据库迁移，平滑实现了数据库系统的国产化替代。

创新过程语言编译技术，完整支持Oracle PL/SQL语法

KunDB自研创新的过程语言编译技术及中间优化语言TIR，支持复杂PL/SQL程序，执行性能比解释执行提升一个数量级。

• 抽象和实现了星环通用中间PL/SQL指令集TIR，为多种代码编译执行方式提供基础表达能力
• 结合LLVM代码生成技术，直接生成CPU指令，比Go等高级语言运行时生成代码的效率提升一个数量级
• 内置LLVM优化器，使用最新的编译优化技术，做无效代码、公共表达式、死码、边界检查消除等优化，保证最终执行代码的最简化
• 自研表达式计算引擎，支持向量化和JIT执行，PL/SQL和SQL均可调用，比Go语言的通用表达式计算性能提升5倍以上

KunDB为PL/SQL定义了极其精简、通用的TIR指令集，其中6类指令可用于PL的解释，8条指令可用PL/SQL中的游标、游标遍历、静态SQL、动态SQL的解释，这14条指令的组合，可覆盖PL/SQL语法范围内所有语法组合的解释。PL/SQL被解析成抽象语法树后，PL和SQL被TIR指令集解释成相应的指令集合。TIR指令支持LLVM编译器，可生成不同平台的Native code，即CPU指令集加速执行。在LLVM的编译过程中，还会自动同步完成部分代码的逻辑优化，比如无效代码的去除。编译生成的执行指令集KunDB会保存在元数据中，为相同PL/SQL文本提供可复用的指令集（类似执行计划）。而对于LLVM指令集中还不支持的PL/SQL指令，会保留为高级语言（Golang）的指令最终交由高级语言编译器编译执行。所以KunDB的PL/SQL执行，是将大部分指令映射成CPU指令执行的，而且不需要重复编译，相较于每次编译成其它高级语言的方式，有较大的性能优势。以类似TPCC中NewOrder处理的PL/SQL实现为例，不考虑SQL执行的情况下，纯PL的逻辑的执行，使用KunDB的动态编译执行是完全由高级语言编译执行的3倍以上。

另外，PL/SQL以及常规SQL语法中的表达式计算是影响性能的关键因素之一，也借鉴了动态编译执行的思想，KunDB设计和实现了基于列存数据和动态执行的表达式引擎，对于数值类型的聚合计算，使用动态编译执行比普通解释执行要快10倍以上。

查询优化和向量化执行引擎，高性能复杂SQL查询

KunDB基于火山模型的优化器和向量化执行引擎支持了跨分片的查询，支持的SQL包含递归查询、嵌套子查询、别名等复杂SQL场景。针对聚合计算类SQL中性能消耗较高的表达式计算做了特别优化的表达式模块，逻辑优化可以用该模块进行如常量折叠，公共表达式提取等优化，执行器调用该模块进行表达式的计算。以TPCH为例，KunDB可高效跑完100GB规模内的全部22个复杂查询SQL。

适配Oracle应用生态，保障业务平滑迁移

KunDB适配Oracle应用开发生态，支持基于Oracle的业务直接或者通过中间件框架连接KunDB，包括Java、.NET、C/C++等语言开发的应用，尤其是针对C/C++应用提供兼容Oracle的OIC/OCCI驱动，来保障业务的平滑迁移。KunDB还提供了开放的数据生态，通过全局事务日志可与异构系统实时同步，可应用在实时数仓建设、Oracle和KunDB双数据库系统并轨运行回切等场景。

以某大型医疗HIS系统适配为例，使用的.NET EFCore开发框架与星环科技KunDB连接，通过高兼容性和迁移服务保障了多个核心业务系统的平滑迁移， 业务全量功能测试中个别的核心数据库源系统数据类型、语法兼容问题仅经过少量调整便能达成应用适配，在节省大量人力成本的同时，保障了数据库无损切割，实现了快速、安全地替换Oracle的目标。

星环科技分布式交易型数据库KunDB自主研发，并以优异的成绩通过了工信部、央行、信通院等多项数据库权威测试认证，为用户提供高并发、高性能、高可靠的国产数据库产品。同时，KunDB高度兼容Oracle PL/SQL和MySQL方言，可实现低成本数据库国产化替代，并且适配支持国产服务器、芯片、操作系统等软硬件生态，助力企业打造自主可控数据平台。