作者 |杨觉吉

作为国内首个云原生数据库，-C 目前仅在微信生态上就为超过 50W 的小程序开发者提供了数据库底座，凭借其按量付费、超强弹性、存算分离等功能，可以有效降低用户的数据库成本。

与传统数据库相比，腾讯云 C 有哪些技术突破？您在情景练习的过程中遇到了哪些问题？以及如何解决呢？在 2022 全球架构师峰会（深圳）上，腾讯 -C 研发负责人杨觉吉发表了《50W+ 小程序开发者背后的数据库降本增效实践》的主题演讲，重点介绍了 -C 在关键技术上的多维度突破、实际应用中遇到的挑战和解决方案，以及内外部用户业务上云过程中的典型应用场景和收益。

1-C 的技术实施和自主开发的业务实践

-C 是腾讯开发的云原生数据库。-C 是一项服务，允许公司像使用水、电和煤一样使用云数据库。用户无需为闲置的数据库付费，他们想用多少就用多少。这项技术可以帮助企业在许多业务场景中实现显著的成本节省。

-C

传统云数据库不自动扩缩容，按量付费，无使用费。因此，即使我只使用了 10% 的计算资源，其他 90% 的空闲计算资源也无法分配给其他用户，我必须为此付费。存储资源也是如此，基于这种存算绑定架构，用户需要提前购买相应的 CPU 和内存数据库，即使没用，也需要付费。

另一方面，-C 将计算和存储分开。下面是存储层，如果存储层不够，我们可以通过增加机器和存储来实现横向扩展;如果计算资源不足，也可以根据自己的需求动态扩容，无需关心存储层是否满。算存分离后，各部分资源都可以根据自己的需求进行分配。

我给你举个例子，现在我们面前有两栋房子，一栋是两间卧室，没有客厅;另一个是两居室的公寓，客厅有电视，方便我们一起玩游戏，所以一个月要多花2000元。但问题是我不是每天都玩游戏，我只有周末的时间玩。这是现实中经常遇到的困境。如果此时有传送门，我可以直接从房间传送到客厅，每小时 10 块钱，这个问题解决了吗？

如果我的两个房间旁边有游戏厅怎么办？这个街机也能解决我的问题吗？这样我就不必处理门户。其实很难，如果这个游戏厅只适合你，它迟早会倒闭。其物理位置的限制使其无法为更多人提供服务。所以从本质上讲，它要么为足够的人提供服务，要么很昂贵。实际上，如果拱廊就在您的房间旁边，您的租金将比其他任何地方都贵。

将计算与存储分开是将房子与客厅分离。只要解决了送货问题（自动缩放），房间的成本就可以恢复到自己的价值。虽然 在物理上并不存在，但我们 -C 做了一个 ，它是一个计算-存储分离的架构，让所有的计算节点和所有的物理层，所有的存储层都可以互相访问。

-C 腾讯内部有很多应用场景，这里举两个典型的例子跟他聊聊：

-C 微信小程序中的应用

微信小程序开发面临的问题：

基于以上问题，微信和腾讯云联合推出了微信云托管服务。简化小程序开发运维流程，开箱即用，按用收费，不用就用。它可以大大降低开发人员的成本。

在实施整个架构时，腾讯云托管遇到了数据库选择问题。原来选择云托管后端自行刷数据库，所有小程序访问同一个数据库，被不同的数据库隔离。这种方案隔离性差，安全性差;后来，选择了 -C 方案来解决问题，每个小程序都有自己独立完整的 -C 数据库实例。

-C 腾讯乐翔

腾讯乐翔是腾讯的内部论坛、文档等，已经为腾讯员工服务了 10 多年。下图是腾讯乐翔的架构图。

不同的员工通过外部应用防火墙进入 CLB，然后进入腾讯乐翔的业务逻辑层。这是一个典型的 SaaS 服务架构。因为需要面对不同的企业用户，所以需要隔离数据。同时，许多 ToB 企业用户较少，不经常使用数据库，导致整体负载较低。经过多次成本优化后，腾讯乐翔将把很多低负载客户合并到一个数据库实例中，成为和之前的微信云托管一样的架构。同样，它也将面临云服务器资源的浪费。最后，使用了 -C 而不是原来的云数据库。-C 数据库最大的优点是计费与负载强相关，负载越高，计费越高，负载越低。更换后，腾讯乐翔将数据库成本降低了 80%。

2-C 数据库功能及其他场景下的应用实践

-C 数据库的三大特点是：自动扩缩容、按量付费、无使用费。我们希望当您需要时，这些水像瀑布一样倾泻而下，并且您不需要提前意识到它。希望云服务能像用水一样准确，并且您的账单必须来自您使用的 CPU 和内存资源。如果你不使用它，就像关掉水龙头一样，不收费。

常见的自动扩展场景

慢查询。我们的大部分业务都有慢查询，比如执行没有索引的 SQL;或者您有一个多表查询的场景;或者如果有运营同学在前端做数据分析，慢查询会导致 CPU 负载相对较高，但是如果我们买大规格，就需要承担相对较高的成本，如果我们买小规格，那么这些慢查询可能会影响在线服务。

事件场景。在活动期间会有相对较高的负载，但在活动结束后，负载会减少。同样，如果我们购买大规格，则需要承担相对较高的成本，如果我们购买小规格，那么我们将无法支持活动的使用。当然，您也可以选择在事件发生前进行纵向扩展，在事件发生后进行缩减。但一般来说，这也很不方便，而且并非所有活动都有足够的时间来计划。因此，在这种情况下，您需要自动扩展功能。

计划任务。许多企业都需要计划任务。例如，在晚上，计算当天的业务数据并将其汇总到报告中。或来自用户的账单。那么在执行这个任务的时候，会有个比较高的负载。尽管您也可以根据计划手动扩展或缩减。但是，有些计划会使用不可控的计算资源和时间。如果少了，速度慢了，也可能影响在线业务，如果多了，那就浪费了。

-C 自动缩放技术

下图为行业内常见的扩容方案

第一步是低负载的情况，CPU 使用 0.1 核，pool 使用 1G，其他内存为 100M。第二步，用户来加载，即在高负载触发扩容之前，CPU 分配 1 个 core，其他内存 500M。然后，在第三步中，高负载触发扩容后，CPU 使用 1.8 核，池 2G，其他内存 500M。

但这满足用户的需求吗？其实不是。因为从第二步到第三步，必须要有持续监控才能发现它超载，如果发现超过阈值，就会自动扩展。例如，在高负载下扩展容量需要 5 分钟。而且还是分层的，比如我最小 1 核，最大 16 核，如果是阶梯式扩容，一开始需要 16 个核，你得反应 4 次才能扩容到 16 核，当扩容完成时，活动结束。另一个示例是，某些报表是在一两分钟内计算出来的，并且扩展为时已晚，无法触发。因此，这种扩展根本无法满足业务需求。

我们考虑过找到一种方法，将 5 分钟的扩展时间减少到 10 秒或更短。但后来我们决定不这样做。我们就把规格调到最大，就是如果最大规格是 2 核 4G，我们将直接扩展到 2 核 4G。用户可以从 1.8 个内核开始，然后我们进行内存自动扩展，同时不断监控此 CPU 上的高负载。

常见业务场景的计费方式

大致计费。这种计费方式其实非常人性化。假设我只有 0.6 个内核，但我必须为 1 个内核付费。如果我控制不好，如果我使用 1.1 个核心，则需要支付 2 个核心的费用。

小型实例。市面上有很多小型数据服务，它们的负载不到 1 个核心。但是，市场上的大多数数据库都提供 1 个内核的最低规格。目前市面上的微服务很多，对应的数据库也非常小。

-C

我们每 5 秒对资源使用情况进行一次采样，计算单位为：CCU（-C Unit） = max（CPU， MEM/2， ）。计费基于实时 CCU。为了保证按量付费，我们做了一个算法，可以保证计算是根据您使用的资源，账单也会每时每刻反映您的资源使用情况。

常见的免用、免费场景

存档数据库。例如，在发表一篇论文时，需要存储大量的训练数据，然后你需要访问这个数据库来检索其中的训练数据进行实验。这个时候 CPU 会用很多，但是我写完论文后，基本不需要用数据库，就是归档数据库的场景。

不频繁访问的服务。个人博客、垂直论坛、微信小程序等场景。如果每天只有十几个或二十个请求，我们按 0.25 个核心收费是不合适的。

开发测试环境。它们中的大多数仅在工作日的白天使用，很少在周末和晚上使用。在这种情况下，完全可以在不使用时关闭数据库。

-C 不使用它是如何工作的

？

用户通过接入层访问我们的计算层，计算层通过存储层获取数据并返回给用户。管控平台负责监控计算层和存储层的 CPU、内存、存储量等资源消耗情况，并进行计费。如果 10 分钟内没有请求，我们将通过治理层回收计算层的资源。当新的 SQL 来临时，接入层可以感知并通知管理平台恢复，然后开始计算资源。

这里的一个重要指标是从暂停到重新启动的时间。我们花了大量时间来优化这个冷启动的时间。目前大约需要 2 秒，我们计划在未来这样做。

3 未来展望

我们希望使数据库服务与水资源相同。让初创企业用这些水来灌溉他们的农田。到目前为止，我们已经做了一些工作，将来还有更多工作要做。如果中小企业是沿溪流的农田，那么我们在 -C 的愿景是建造一座水坝来管理上游的水资源并灌溉下游企业。

关于作者：

杨觉吉，腾讯云高级工程师，-C 研发负责人，拥有多年的云数据库研发经验，负责 -C 产品形态的设计与开发。

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