三個自主 | 產品自主研發(fā)：人大金倉的進化之旅

20世紀90年代開始,計算機產業(yè)飛速發(fā)展,從以研制計算機硬件設備為中心轉向以數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理為重點。我國對于建設數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等應用的需求不斷加深。

為保證數(shù)據(jù)的安全性、可靠性,由北京大學和中國人民大學負責開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心層,中國軟件與服務總公司和華中理工大學負責研究應用開發(fā)工具,各單位分工合作,聯(lián)合研制出了具有自主版權的實用關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)COBASE。

源起PBASE整體技術水平達到國際先進水平

在王珊教授的帶領下,中國人民大學以COBASE為核心,以各種數(shù)據(jù)庫體系結構為依托,先后開發(fā)出教學數(shù)據(jù)庫Easybase,嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)“小金靈”,以及高適應性并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)PBASE。

1996年并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)PBASE鑒定會

PBASE作為國內第一個并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)原型系統(tǒng),實現(xiàn)了一個完整的高性能并行處理方案,具有鮮明的獨創(chuàng)性,整體技術水平達到國際先進水平。在基于線索的并行操作算法、并行封裝等關鍵技術上達到國際領先水平。

然而,對于市場而言,突破核心技術并不意味著可以商用,PBASE依舊不是一個產品,在數(shù)據(jù)庫編程接口,包括SQL、PLSQL、JDBC、ODBC等多個領域,差距尤其巨大。

誕生KingbaseES國產大型通用關系型數(shù)據(jù)庫產品

為更好地將科研成果進行市場化轉換,1999年,在王珊教授的帶領下,人民大學一批從事數(shù)據(jù)庫研發(fā)的學者創(chuàng)立了人大金倉公司。

人大金倉融合Easybase和“小金靈”的科研成果,繼承PBASE自主創(chuàng)新的基因,以其獨立自主的研發(fā)團隊、技術路線和產品規(guī)劃,在產研一體化的基礎上,成功研制出了大型通用關系型數(shù)據(jù)庫KingbaseES第一代產品,也為之后產品自主創(chuàng)新之路奠定下夯實的基礎。

KingbaseES在誕生之初就對標國際頂級的數(shù)據(jù)庫產品,希望有朝一日能夠超越對手,成為世界級的偉大產品!

偉大的產品并不是生而偉大而是在實戰(zhàn)中“進化”而來的

在基礎軟件領域,沒有任何一位產品的設計者能夠預判可能會遇到的所有場景和需求,提前考慮到所有的問題。

真實的情況是——總是會遇到問題,再針對問題設計出合理的解決方案。既要考慮短期的成本和難度,又要考慮長期的發(fā)展。即使如Oracle這樣偉大的產品也是經過了多年的實戰(zhàn)打磨才達到今天的模樣。

因此,做數(shù)據(jù)庫產品是一個緩慢的、持續(xù)的過程,需要在千行百業(yè)的實踐中通過不斷的迭代去累積產品的能力,同時在迭代的過程中,還要保持產品的穩(wěn)定和易維護,這樣才能使產品在一個“正循環(huán)”的體系中不斷正向演進。

知易行難,道理很簡單,但是實踐中卻充滿了挑戰(zhàn)。為了達成這個目標,人大金倉在二十多年的發(fā)展中通過以下三個方面的構建了產品的“正循環(huán)”體系,使得人大金倉的產品能夠跟隨市場需求的變化不斷演進和增強。

產品架構能力:實現(xiàn)可持續(xù)迭代、避免低水平重復的關鍵

對于數(shù)據(jù)庫軟件而言,隨著需求的增多、功能的累積,代碼的復雜度也在不斷增加。隨之而來的,是代碼維護難度的不斷增加,直到某一天超出人力所能掌控的地步。代碼如果極難維護,那么此時產品將難以再繼續(xù)迭代和發(fā)展,只能推倒重來。

如果產品要做到可持續(xù)迭代,就必須將復雜度控制在人力可掌控的范圍內。而要做到這一點,就需要設計出符合“高內聚、低耦合”原則的體系架構,合理地劃分模塊,同時明確各個模塊的邊界,避免相互交叉,避免產生“牽一發(fā)而動全身”的情況,把問題控制在各個模塊內部。

而要設計出來這樣的架構,需要產品架構師對上層應用場景、對數(shù)據(jù)庫基礎理論知識有深刻的認識和豐富的實戰(zhàn)經驗,并在迭代過程中不斷對架構進行重構和優(yōu)化。

只有設計出滿足“高內聚、低耦合”原則的優(yōu)秀架構,產品的復雜度才能控制在人力可掌控的范圍內,產品才能做到易維護。只有做到易維護,產品能力才能不斷提升。

這就類似于蓋一座100層的高樓,如果結構設計的不好,蓋到三層樓時就開始搖晃,那么只能推倒重來。如果始終設計不出好的結構,那么就只能在三層樓不斷地低水平重復。這樣的情況下,這座100層的高樓將永遠無法建成。

從1999年開始,人大金倉的核心架構師們就不斷在產品架構上進行研究和投入,去學習和吸收國外優(yōu)秀產品的設計思路、架構設計的技巧,并不斷對比各種國外數(shù)據(jù)庫產品架構設計的差異和優(yōu)缺點,同時在項目實戰(zhàn)中針對不同場景的需求去完善架構設計。在二十多年的時間里,人大金倉的產品架構設計能力得到了極大提升,具備了打造一款世界級產品的架構設計能力。這也確保了KingbaseES能夠在市場需求中不斷地提升能力,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展!

研發(fā)組織管理能力:專業(yè)化分工、快速追趕國際頂流

人大金倉成立之時,國外數(shù)據(jù)庫企業(yè)已經發(fā)展了超過20年的時間,從某種程度上說,“出發(fā)即已落后”,因此“追趕”成為金倉的首要任務。而要追趕對手,需要有大規(guī)模的研發(fā)能力。只有比對手跑得更快、產出更多,才有可能追趕上對手,才能獲得超越的機會!

一路走來,人大金倉的研發(fā)體系從最初的師傅帶徒弟的手工作坊模式,逐步發(fā)展形成為按照專業(yè)化分工打造的流程化、自動化、工具化的,面向大規(guī)模研發(fā)團隊并行工作的研發(fā)管理體系。

就像特斯拉公司能夠大規(guī)模、低成本生產汽車一樣,數(shù)據(jù)庫研發(fā)也需要構建類似的體系并輔助各種工具去提高研發(fā)效率,在研發(fā)產出上超過對手。

從無到有,從零到一。人大金倉在吸收外部先進經驗的基礎上打造了具有金倉特色的研發(fā)管理體系及周邊配套的工具,使團隊的研發(fā)效率和產出得到了極大提升,確保了在近幾年面對大規(guī)模需求沖擊時,研發(fā)團隊依然能夠保質保量地完成任務,以最短的時間和最低的成本去解決用戶的問題。

這項能力的打造,讓人大金倉速度更快、成本更低地實現(xiàn)了產品新能力的構建。在日積月累的過程中,不斷縮小了與國外領先者的差距。

質量保證能力:測試自動化工廠是最強的藍軍

對于數(shù)據(jù)庫這樣的基礎軟件而言,穩(wěn)定性是第一位的,但由于國產數(shù)據(jù)庫產品處于“追趕”過程中需要快速的修改代碼進行迭代,這就和“穩(wěn)定性”的目標產生了沖突——因為只要修改代碼就會產生bug,這是無法避免的。

如何在快速迭代的同時,還能殺死bug帶來穩(wěn)定,成為必須要解決的問題。

在產品修改代碼后,對產品所有功能進行全量回歸測試,成為最終質量把關的手段。但全量回歸測試帶來的是巨大的工作量,如果靠手工操作,一次全量回歸可能需要幾個月的時間,時間成本十分高昂,也無法滿足客戶的時間需求。

在這樣的情況下,構建全量回歸測試的自動化工廠成為解決問題的關鍵。所謂自動化工廠,就是測試工程師通過開發(fā)代碼來模擬各種訪問數(shù)據(jù)庫產品功能的操作,同時模擬各種可能產生故障的極限場景,并由服務器自動運行這些測試用例,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫產品所有功能在所有場景下的全部回歸。

在二十多年的時間里,人大金倉組建了一支強有力的自動化測試團隊,他們是金倉的藍軍。他們通過不斷制造各種故障場景來考驗KingbaseES這支紅軍,通過藍軍的千錘百煉,使得產品在出廠之前得到充分檢驗,避免重復錯誤的產生。這項核心能力的打造,確保了KingbaseES產品在快速迭代的同時還能保持良好的穩(wěn)定性,進一步增強了用戶使用KingbaseES的信心。

深入行業(yè),在實戰(zhàn)中成長每一行代碼皆可掌控

坐在家里永遠設計不出來好產品,只有深入行業(yè)、深入用戶才能切實了解用戶使用的真實場景和需求。產品代碼寫得好不好,質量高不高,最終要在實踐中去驗證和提升。

從2008年國家電網(wǎng)的核心電力調度系統(tǒng)D5000開始,KingbaseES就開始了這場苦修之旅。金倉的工程師們花費了一年的時間,把D5000從Oracle數(shù)據(jù)庫遷移到了金倉數(shù)據(jù)庫中,系統(tǒng)中5000多個存儲過程的遷移,Oracle語言兼容能力得到了極大的提升!

2016年,金倉數(shù)據(jù)庫在光大銀行對公負債和中間業(yè)務系統(tǒng)中開始應用。在這個過程中,要解決的問題不只是遷移,同時還要解決用戶遇到風險可回退的問題,為此開始設計雙軌并行的策略——金倉的Kingbase FlySync產品也因此誕生!

2020年,中國移動網(wǎng)間結算系統(tǒng)上線,作為金倉在巨型運營商的第一個核心應用,這個過程讓團隊感受到了什么是運營商級別的要求,什么是“割接”?金倉的產品能力在細節(jié)方面還要有哪些增強?

2022年,某市14號線列車監(jiān)控系統(tǒng)上線,金倉為此設計了雙網(wǎng)冗余的策略,以及跨網(wǎng)切換的模式,使金倉的產品能力得到了進一步的提升。

醫(yī)療、金融、交通、能源、國防……隨著各行各業(yè)的深入,也帶來了各種需求和場景的涌入,使得金倉的產品能力能到充分驗證,進而形成了產品持續(xù)優(yōu)化的正反饋機制。所謂“每一行代碼皆可掌控”,正是金倉在實戰(zhàn)中真刀真槍歷練后的結果!只要給金倉行業(yè)實踐的機會,就沒有解決不了的問題。

跟跑、并跑、領跑的產品策略——后發(fā)先至成為數(shù)字時代標準的制定者

“一流的企業(yè)做標準”,在數(shù)據(jù)庫行業(yè),行業(yè)的事實標準是由國外的先進企業(yè)制定的,國產數(shù)據(jù)庫產品多在遵從國外數(shù)據(jù)庫制定的標準?為什么不脫離國外的標準,自建新的標準體系呢?

在數(shù)據(jù)庫領域,事實標準究竟是什么?事實標準本質上是國外數(shù)據(jù)庫企業(yè)在解決客戶問題時形成的解決方案,這些解決方案經過長期的驗證打磨逐漸成為了最佳實踐,進而在軟件開發(fā)商和用戶側的認知上形成了共識,成為了成本最低、效果最好的優(yōu)選路徑。

所以標準是各種試錯和總結之后形成的最優(yōu)路徑共識。如果要超越對手,就需要先學習對手,走一條跟跑、并跑、最終領跑的道路!

跟跑,在產品功能上兼容并蓄,學習國外各種數(shù)據(jù)庫已經形成的最佳實踐,減少試錯的時間和成本,快速縮短與國外產品的差距。

并跑,在國外數(shù)據(jù)庫也未觸及到的數(shù)字化新場景和新領域中探索解決問題的最佳實踐,進而形成產品能力和事實標準。

領跑,在中國數(shù)字化的無人區(qū),探索和構建新的滿足數(shù)字化要求的新能力,最終形成“新標準”!

國產數(shù)據(jù)庫產業(yè)發(fā)展史上的金倉印記

四十余年的技術深耕,二十多年的產業(yè)發(fā)展,人大金倉始終堅持原始創(chuàng)新和兼收并蓄相結合的產品發(fā)展策略,構建了支撐產品可持續(xù)發(fā)展的正循環(huán)體系,為人大金倉“進化”出世界級的中國數(shù)據(jù)庫產品奠定了堅實基礎!

在百年未有之大變局的當下,人大金倉作為數(shù)據(jù)庫領域國家隊從未止步。無論經歷多少風雨和磨難,金倉都不會放棄初心和使命!KingbaseES也將乘勢而上,奮勇前行,終將超越對手,將中國數(shù)據(jù)庫產品立于世界之巔,成為世界卓越的數(shù)據(jù)庫產品與服務提供商!

審核編輯 黃宇