爱奇艺自研数据库HiKV的使用

爱奇艺在缓存使用上主要用Couchbase。

Couchbase 虽然性能非常高，并且数据的存储可以超过内存。但是，如果数据量超过内存 75% 这个阈值，性能就会下降地特别快。在爱奇艺，我们会把数据量控制在可用内存的范围之内，当做内存数据库使用。但是它的成本非常高，所以我们后面又开发了一个新的数据库—— HiKV。

开发 HiKV 的目的是为了把一些对性能要求没那么高的 Couchbase 应用迁移到 HiKV 上。HiKV 基于开源系统 ScyllaDB，主要使用了其分布式数据库的管理功能，增加了单机存储引擎 HiKV。

ScyllaDB 比较吸引人的是它宣称性能高于 Cassandra 十倍，又完全兼容 Cassandra 接口，设计基本一致，可以视为 C++ 版 Cassandra 系统。

ScyllaDB 性能的提升主要是使用了一些新的技术框架，例如 C++ 异步框架 seastar，主要原理是在j每台物理机的核上会 attach 一个应用线程，每个核上有自己独立的内存、网络、IO 资源，核与核之间没有数据共享但可以通信，其最大的好处是内存访问无锁，没有冲突过程。

当一个数据读或写到达 ScyllaDB 的 server 时，会按照哈希算法来判断请求的 Key 是否是该线程需要处理的，如果是则本线程处理，否则会转发到对应线程上去。

除此之外，它还支持多副本、多数据中心、多写多活，功能比较强大。

在爱奇艺，我们基于 SSD 做了一个 KV 存储引擎。Key 放在内存里，Value 放在盘上的文件里，我们在读和写文件时，只需要在内存索引里定位，再进行一次盘的 IO 开销就可以把数据读出来，相比 ScyllaDB 原本基于 LSM Tree 的存储引擎方式对 IO 的开销较少。

索引数据全部放在内存中，如果索引长度较长会限制单机可存储的数据量，于是我们通过开发定长的内存分布器，对于比较长的 Key 做摘要缩短长度至 20 字节，采用红黑树索引，限制每条记录在内存里的索引长度至为 64 字节。内存数据要定期做 checkpoint，客户端要做限流、熔断等。

HiKV 目前在爱奇艺应用范围比较大，截至目前已经替换了 30% 的 Couchbase，有效地降低了存储成本。

爱奇艺的数据库运维管理

爱奇艺数据库种类较多，如何高效地运维和管理这些数据库也是经历了不同的阶段。

最初我们通过 DBA 写脚本的方式管理，如果脚本出问题就找 DBA，导致了 DBA 特别忙碌。

第二个阶段我们考虑让大家自己去查问题的答案，于是在内部构建了一个私有云，通过 Web 的方式展示数据库运行状态，让业务的同学可以自己去申请集群，一些简单的操作也可以通过自服务平台实现，解放了 DBA。一些需要人工处理的大型运维操作经常会造成一些人为故障，敲错参数造成数据丢失等。

于是在第三个阶段我们把运维操作 Web 化，通过网页点击可以进行 90% 的操作。

第四个阶段让经验丰富的 DBA 把自身经验变成一些工具，比如有业务同学说 MySQL master-slave 延时了，DBA 会通过一系列操作排查问题。现在我们把这些操作串起来形成一套工具，出问题时业务的同学可以自己通过网页上的一键诊断工具去排查，自助进行处理。

除此之外我们还会定期做预警检查，对业务集群里潜在的问题进行预警报告；开发智能客服，回答问题；通过监控的数据对实例打标签，进行削峰填谷地智能调度，提高资源利用率。

三、不同场景下数据库选型建议

实用数据库选型树

最后来说一些具体数据库选型建议。这是 DBA 和业务一起，通过经验得出来的一些结论。

对于关系型数据库的选型来说，可以从数据量和扩展性两个维度考虑，再根据数据库有没有冷备、要不要使用 Toku 存储引擎，要不要使用 Proxy 等等进行抉择。

NoSQL 也是什么情况下使用 master-slave，什么情况下使用客户端分片、集群、Couchbase、HiKV 等，我们内部自服务平台上都有这个选型树信息。

一些思考

需求

我们在选型时先思考需求，判断需求是否真实。

你可以从数据量、QPS、延时等方面考虑需求，但这些都是真实需求吗？是否可以通过其他方式把这个需求消耗掉，例如在数据量大的情况下可以先做数据编码或者压缩，数据量可能就降下来了。

不要把所有需求都推到数据库层面，它其实是一个兜底的系统。

选择

第二个思考的点是对于某个数据库系统或是某个技术选型我们应该考虑什么？是因为热门吗？还是因为技术上比较先进？但是不是能真正地解决你的问题？如果你数据量不是很大的话就不需要选择可以存储大数据量的系统。

放弃

第三是放弃，当你放弃一个系统时真的是因为不好用吗？还是没有用好？放弃一个东西很难，但在放弃时最好有一个充分的理由，包括实测的结果。

自研

第四是自研，在需要自己开发数据库时可以参考和使用一些成熟的产品，但不要盲目自研。

开源

最后是开源，要有拥抱开源的态度。

看大家喜欢看图~

索性~

再来一张吧~@~@