在过去的十多年里,数据库领域始终存在一个被广泛讨论且备受期待的梦想——构建一个既能高效处理在线事务处理(OLTP),又能强大支持在线分析处理(OLAP)的统一系统。这个梦想有一个专业术语——混合事务与分析处理,简称HTAP。它承诺通过单一系统消除传统中连接事务数据库与分析数据仓库间复杂的数据同步管道,实现实时业务数据和分析数据的无缝融合。然而,十年过去了,HTAP依然是一项充满挑战的技术谜题,亟需突破性的实践与创新。首先,理解HTAP梦想的本质,从根本上要解决的是传统OLTP和OLAP工作负载之间的矛盾。OLTP强调快速的读写操作和高度事务一致性,主要用于处理业务系统中大量小规模写入,例如订单处理、用户管理等场景。
相反,OLAP则偏重大规模数据扫描和复杂的查询分析,支持报表生成、机器学习和跨维度数据挖掘。两者在数据存储方式、访问模式及性能优化手段上存在天然的对立,试图将这两者融合于同一引擎,既要满足事务的低延迟和一致性,又要兼顾分析的高吞吐和大规模扫描,困难重重。历史上,HTAP的探索经历了多个阶段和浪潮。最初,以SAP HANA为代表的内存数据库试图通过将所有数据放入内存,并结合列式存储技术,实现HTAP目标。这类方案技术先进且性能出色,但内存成本高昂、对数据规模有限制,且运营复杂,难以满足海量数据和云端弹性需求。随后,云原生架构的兴起催生了新一代分布式HTAP数据库,如SingleStore、TiDB和Alibaba的PolarDB-X。
这些系统采用分布式设计和混合存储结构,致力于兼顾事务和分析性能,在大规模环境中具备更高的弹性和可用性。但它们通常涉及较重的运维和调优负担,其创新点多集中于架构层面,易用性和生态兼容性仍面临考验。当下,HTAP逐渐向湖仓(Lakehouse)架构与人工智能集成的方向演进。第三波HTAP浪潮更加注重模块化和生态融合,而非单纯追求一体化引擎。例如Snowflake的Hybrid Tables支持同时写入行级数据并进行分析查询,Google AlloyDB结合了Postgres的易用性和列式执行能力,而Databricks最近推出的Lakebase,引入了基于Neon技术的服务器无状态Postgres以增强事务能力,同时通过与Delta Lake的深度集成,支持数据的高效同步和治理。Databricks Lakebase的出现代表了HTAP思路的一个重要转变。
它没有试图打造一台同时完成所有任务的魔法数据库,而是采用了“解耦同步”的策略,通过将事务处理和分析处理分离成两套最佳实践体系,并借助自动化同步机制实现二者协同。这种方案兼具Postgres的传统优势和湖仓的弹性扩展性,降低了运营复杂度,也更贴合现代云数据平台的实际需求。尽管如此,HTAP依然不是完美的银弹。实现OLTP与OLAP的紧密结合离不开对一致性、延迟、查询灵活性及生态兼容性的平衡。同步机制会引入一定的时延,数据在不同存储层间的所有权和更新策略也需周密设计。应用场景复杂多变,一套解决方案难以面面俱到。
事实上,业界越来越多的声音认可HTAP并非传统意义上的一体化数据库,而是由多种模块化技术组成的综合体系。它强调选择专注于各自任务的最佳工具,通过规范接口和元数据管理构建统一体验。随着AI技术的广泛应用,HTAP系统也在重构对向量检索、实时特征服务和交互式智能代理的支持。Postgres扩展如pgvector融合进Lakebase,有效服务基于矢量的机器学习任务,助推AI时代应用的可持续发展。未来HTAP的发展趋势或许会日益围绕弹性无服务器架构、深度湖仓融合以及面向AI驱动的即席查询展开。数据库厂商将更多聚焦于提供集成优异、运维简便、响应迅速的解决方案,淡化曾经追求的全能统一的概念。
归根结底,HTAP的发展是数据库技术不断在性能、灵活性与复杂度间寻求平衡的过程。它标志着从单点溶液迈向多层协同的成熟阶段,折射出数据驱动业务的多样化与复杂化需求。总的来说,混合事务和分析处理十年磨一剑,催生了一批思路先进的产品和技术。Databricks Lakebase作为时代新秀,综合了开源技术优势与大数据平台的整体布局,代表了当前实践的现实路径。与往昔孤注一掷打造单引擎相比,模块化的HTAP框架更适应现代企业数据架构,能够以更加稳定且灵活的方式推动数据资产的价值变现。未来,我们可以期待HTAP在云原生和AI应用的助力下不断演进,实现数据处理与洞察无缝统一,真正成为支持智能业务的坚实基础。
。