?????????????????【摘要】GaussDB(for Redis)（下文簡稱高斯Redis）是華為云數(shù)據(jù)庫團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的兼容Redis協(xié)議的云原生數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫采用計(jì)算存儲(chǔ)分離架構(gòu)，突破開源Redis的內(nèi)存限制，可輕松擴(kuò)展至PB級(jí)存儲(chǔ)。

作者：華為云高斯Redis團(tuán)隊(duì)

GaussDB(forRedis)（下文簡稱高斯Redis）是華為云數(shù)據(jù)庫團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的兼容Redis協(xié)議的云原生數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫采用計(jì)算存儲(chǔ)分離架構(gòu)，突破開源Redis的內(nèi)存限制，可輕松擴(kuò)展至PB級(jí)存儲(chǔ)。

本文將從存儲(chǔ)架構(gòu)、四大特性、競爭力、應(yīng)用場景等方面進(jìn)行介紹。

1、存儲(chǔ)架構(gòu)

高斯Redis基于計(jì)算存儲(chǔ)分離架構(gòu)，計(jì)算層實(shí)現(xiàn)熱數(shù)據(jù)緩存，存儲(chǔ)層實(shí)現(xiàn)全量數(shù)據(jù)的落盤，中間通過RDMA高速網(wǎng)絡(luò)互連，通過算法預(yù)測用戶的訪問規(guī)律，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)冷熱交換，最終達(dá)到極致的性能提升。

2、四大特性

該架構(gòu)基于華為內(nèi)部強(qiáng)大且廣泛使用的自研分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)DFV，實(shí)現(xiàn)了一套Share Everything的云原生架構(gòu)，充分發(fā)揮了云原生的彈性伸縮、資源共享的優(yōu)勢，使得高斯Redis具備強(qiáng)一致、秒擴(kuò)容、低成本、超可用的四大特點(diǎn)，完美避開了開源Redis的主從堆積、主從不一致、fork抖動(dòng)、內(nèi)存利用率只有50%、大key阻塞、gossip集群管理等問題。

? 強(qiáng)一致

數(shù)據(jù)復(fù)制是存儲(chǔ)的事情，因此專業(yè)的事情交給專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來做。通過分布式存儲(chǔ)DFV，高斯Redis輕松實(shí)現(xiàn)了3副本強(qiáng)一致，并可輕松支持6副本，為業(yè)界首創(chuàng)。

在強(qiáng)一致架構(gòu)下，用戶再也不用擔(dān)心開源Redis的主從堆積，帶來的丟數(shù)據(jù)、不一致、OOM等極端問題，更不用擔(dān)心業(yè)務(wù)出錯(cuò)，比如計(jì)數(shù)器、限流器、訪問統(tǒng)計(jì)、hash字段等不一致。

? 秒擴(kuò)容

數(shù)據(jù)規(guī)模膨脹之后，擴(kuò)容是個(gè)高危且困難的操作。高斯Redis基于云原生架構(gòu)，將擴(kuò)容分成計(jì)算層和存儲(chǔ)層。計(jì)算層擴(kuò)容，無需任何數(shù)據(jù)搬遷，只需修改路由映射，即可秒級(jí)完成。存儲(chǔ)層是個(gè)共建的超級(jí)數(shù)據(jù)湖，其容量巨大，而且擴(kuò)容是切成細(xì)膩度的64MB數(shù)據(jù)分區(qū)，對(duì)上層數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)幾乎無感。

因此高斯Redis可以輕松支撐業(yè)務(wù)的大規(guī)模膨脹，并且真正做到計(jì)算/存儲(chǔ)分層的按需擴(kuò)容和購買。

? 低成本

高斯Redis相對(duì)于開源Redis，在存儲(chǔ)介質(zhì)上使用了磁盤替代內(nèi)存。一方面，由于采用存算分離架構(gòu)，計(jì)算資源少了一半，即沒有從節(jié)點(diǎn)；另一方面，存儲(chǔ)資源按需購買，無任何浪費(fèi)，并且采用了邏輯/物理壓縮。最終，每GB綜合成本不到開源Redis的十分之一。

? 超可用

開源Redis或友商Redis不管單分片還是集群，其數(shù)據(jù)復(fù)制都采用主從架構(gòu)，導(dǎo)致N個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群，如果同時(shí)掛掉一對(duì)主從（即2個(gè)節(jié)點(diǎn)），整個(gè)集群就不可用。而高斯Redis采用存算分離之后，每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)都可以看到并共享所有數(shù)據(jù)，因此N個(gè)節(jié)點(diǎn)，最多可以容忍掛掉N-1個(gè)節(jié)點(diǎn)，真正做到比高可用還高的可用性。

3、競爭力分析

4、場景推薦

高斯Redis不僅性能逼近緩存，而且其存儲(chǔ)能力（擴(kuò)展性、高性能、易用性）超越數(shù)據(jù)庫。因此除了緩存場景可以選擇高斯Redis以外，上至PB級(jí)別大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都可以選擇高斯Redis。場景參考如下：

5、選擇建議

6、命令兼容

兼容5.0協(xié)議，包括string/hash/list/zset/set/stream/geo/HyperLogLog/bitmap/pubsub等等，但出于性能和安全性考慮，禁用個(gè)別危險(xiǎn)命令，詳細(xì)參考：https://support.huaweicloud.com/usermanual-nosql/nosql_09_0076.html

7、容量參考

以往用戶選擇開源Redis的時(shí)候，需要購買內(nèi)存，比如用戶數(shù)據(jù)是100G，由于開源Redis內(nèi)存使用率減半，需要購買200G內(nèi)存，并且為了高可用，還得購買200G的從節(jié)點(diǎn)，那么加起來就是400G的內(nèi)存。但是購買高斯Redis時(shí)，用戶只需要根據(jù)真實(shí)存放的數(shù)據(jù)大小，按需選擇購買存儲(chǔ)空間即可，內(nèi)存只是為了性能加速（內(nèi)存/磁盤比越大，性能越好）。

附：資料參考

1. 《華為云GaussDB(for Redis)與自建開源Redis的成本對(duì)比》

https://www.modb.pro/db/42739

2. 《一場由fork引發(fā)的超時(shí)，讓我們重新探討了Redis的抖動(dòng)問題》https://bbs.huaweicloud.com/blogs/227525

3. 《當(dāng)Redis遇見計(jì)算存儲(chǔ)分離》

https://developer.huaweicloud.com/hero/forum/thread-83188-1-1.html

4. 《GaussDB(for Redis)與原生Redis的性能對(duì)比》

https://bbs.huaweicloud.com/blogs/236949

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高拍儀進(jìn)行二次開發(fā)，簡單來說就是對(duì)現(xiàn)有軟件進(jìn)行定制和修改，擴(kuò)展功能，然后集成實(shí)現(xiàn)你想要的功能。一般來說，原系統(tǒng)的內(nèi)核不會(huì)改變。那么如何進(jìn)行高拍儀的二次開發(fā)呢？

高拍儀二次開發(fā)的基本要求：

我對(duì)開源產(chǎn)品高拍儀使用的語言有很好的理解。

開源產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、代碼結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，核心在哪里，附屬功能在哪里。簡單來說就是對(duì)數(shù)據(jù)庫、代碼邏輯、文件目錄、接口理解的熟悉程度。

根據(jù)您的需求，再利用開源產(chǎn)品的內(nèi)核對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和修改，并提供SDK中的API函數(shù)，幫助您更靈活方便地使用SDK中的功能，滿足您的需求。

高拍儀二次開發(fā)示例：

PRO/ENGINEER 在提供強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、分析和制造功能的同時(shí)，還為用戶提供了多種二次開發(fā)工具。常見的二次開發(fā)工具有：FamilyTable、用戶定義特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Pro/toolkit等。

用戶定義的特征（UDF） 用戶定義的特征是將若干系統(tǒng)特征組合成一個(gè)自定義特征，使用時(shí)作為一個(gè)整體出現(xiàn)。系統(tǒng)將 UDF 特征保存為 gph 文件。 UDF適用于特定產(chǎn)品中的特定結(jié)構(gòu)，有助于設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品特征快速生成幾何模型。

高拍儀SDK二次開發(fā)包的運(yùn)行性能如何？

高拍儀系統(tǒng)集成服務(wù)可為各類辦公OA系統(tǒng)、協(xié)同辦公平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供完整的ActiveX版和DLL版二次SDK開發(fā)包。可實(shí)現(xiàn)圖像文檔的高效高質(zhì)量存儲(chǔ)，同時(shí)支持自動(dòng)校正、去黑邊、獲取BMP位圖（24位）Base64編碼數(shù)據(jù)、圖像壓縮、防偽水印、本地圖像網(wǎng)頁刪除、圖片列表生成、指定圖片上傳到服務(wù)器，支持拍攝多頁TIF多頁P(yáng)DF生成、條碼識(shí)別等功能。通過VB、ASP。 NET、Delphi、C++、PB或JavaScript等編程語言調(diào)用SDKAPI。在整個(gè)過程中提供開發(fā)和集成服務(wù)。

高拍儀表控制集成，即通過集成高拍儀表控制，可以在java中解決各種應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 NET、php等軟件開發(fā)中遇到的高速儀器編程操作問題，快速在asp。 Net、jsp、asp等web項(xiàng)目調(diào)用高速儀表設(shè)備，讓用戶辦公過程更加方便流暢。田者高拍的SDK開發(fā)包特點(diǎn)：強(qiáng)大的軟件支持，提供SDK、TWAIN、DirectShow、WDMDriver、VFWDriver接口，操作簡單，功能模塊化。