为什么游戏行业喜欢用PolarDB?(游戏行业的三个痛点PolarDB都能解决)

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游戏行业痛点

    在我看来,不同行业对数据库使用有巨大的差别。比如游戏行业没有复杂的事务交易场景,他有一个非常大的blob 字段用于存储角色的装备信息,那么大Blob 字段的更新就会成为数据库的瓶颈;比如在线教育行业需要有抢课的需求,因此会有热点行更新的场景,对热点行如何处理会成为数据库的瓶颈;比如SaaS 行业,每一个客户有一个Database,因此会有非常多的Table,那么数据库就需要对多表有很好的支持能力。

    游戏行业和其他行业对数据库的使用要求是不一样的。在支撑了大量游戏业务之后,我理解游戏行业在使用自建MySQL 的时候有3个比较大的痛点:

  1. 对备份恢复的需求

  2. 对写入性能的要求

  3. 对跨region 容灾的需求

    接下来会分别讲述这三个痛点PolarDB 是如何解决的。


一、备份恢复

    笔者和大量游戏开发者沟通中,游戏行业对备份恢复的需求是极其强烈的。比如在电商行业,是不可能存在将整个数据库实例进行回滚到一天之前的数据,这样所有的用户的购买交易信息都丢失了。

但是,在游戏行业中,这种场景确实存在的。比如在发版的时候,游戏行业是有可能发版失败,这个在其他行业出现概率非常低,如果发版失败,那么整个实例就需要回滚到版本之前。因此每次发版的时候都需要对数据库实例进行备份。因此当我们玩游戏的时候,看到大版本需要停服更新,那么就有可能是因为后台需要备份数据等等一系列操作了。

还有一种场景,当发生因为外挂、漏洞、参数配置错误等等场景下,这种紧急情况游戏就需要回滚到出问题前的版本,这样就需要对整个实例进行回滚。

为什么游戏行业喜欢用PolarDB?(游戏行业的三个痛点PolarDB都能解决)

    官方MySQL 由于是单机架构,那么常见的备份方法是通过Xtrabackup 工具,将数据备份到本地以后,如果本地空间不够,就需要上传到OSS 等远端存储中。通常通过Xtrabackup 备份工具都需要1h 左右,如果需要将数据上传到远端那么时间就更长了。

    PolarDB 是天然的计存分离的架构,那么备份的时候通过底下分布式存储的快照能力,备份可以不超过30s,将备份时间大大缩短了。

    核心思路是采用Redirect-on-Write 机制,每次创建快照并没有真正Copy数据,只有建立快照索引,当数据块后期有修改(Write)时才把历史版本保留给Snapshot,然后生成新的数据块,被原数据引用(Redirect)。

    另外一种场景是,在游戏行业中,有可能某一个玩家的装备被盗号了,那么玩家就会找游戏的运营人员投诉,运营人员会找到游戏运维人员,帮忙查询玩家的历史数据。

    笔者之前就遇到某著名游戏多个玩家被盗号,然后运维人员经常需要通过PolarDB 按时间的还原的能力恢复出某多个不同时间点的实例,用来查询这个玩家的具体装备信息,同时由于玩家对盗号的时间也不准确,经常有时候需要还原出多个实例才可以。

    针对这样的场景,PolarDB 推出了Flashback Query,就可以在当前实例查询出任意时间点的历史数据。具体原理见文章 Flashback Query

为什么游戏行业喜欢用PolarDB?(游戏行业的三个痛点PolarDB都能解决)

    整体而言,PolarDB 建立了一套非常完善的备份恢复能力,从库=>表=>行三个维度满足的游戏行业对备份恢复的需求。

为什么游戏行业喜欢用PolarDB?(游戏行业的三个痛点PolarDB都能解决)

二、写入性能

    游戏行业使用数据库的方式也与其他行业有较大区别,是一种非常弱Schema 的使用方式,其他行业通常对业务经常抽象,建立表结构,每个字段尽可能小,不建议有大字段,有大字段尽可能进行拆封等等。

    但是在游戏行业中,由于需要满足游戏快速迭代发展的需求,玩家的装备信息结构非常复杂,因此常见的做法是将玩家装备等级信息保存在一个大的blob字段中,这个blob字段通过proto_buf 或者 json 进行编解码,每次在获得装备或者升级以后,就进行整个字段更新,在游戏开服初期玩家数据长度较短,而随着游戏版本更新版本,游戏剧情、运营活动的增多,相对于游戏开服初期的数KB,blob字段的长度可能会膨胀到数百KB,甚至达到MB级别,因此可能只是获得一个装备,就需要向数据库写入数百KB 大小的数据,这样的写放大其实非常不合理。

    目前也有像MongoDB 这样的文档数据库,让用户写入的时候仅仅更新某个字段,从而减少写放大。但是这样影响了用户的使用习惯,需要用户在业务逻辑上进行修改,这是快速发展的游戏行业所不能接受的,所以笔者看到尽管有客户因为写入问题转向了MongoDB,但是其实不多。

    PolarDB 针对这样的情况尽可能满足用户的使用习惯,在数据库内核层面优化数据库的写入能力。通过 partition redo log,redo log cache,undo log readahead, early lock release,no blob latch 等等能力将写入能力充分优化。具体原理可以参考我们内核月报 和之前的文章PolarDB-cloudjump

    针对游戏场景,我们修改了 sysbench 工具,模拟游戏行业中大Blob 更新的workload,放在 game-sysbench 工具中,后续我们还会将更多行业比如Saas,电商等等行业的workload 放在这个工具中。

    在game_blob_update workload 中,如果玩家的平均装备信息是 300kb,我们对比了PolarDB VS aurora VS 自建MySQL 的数据。

    PolarDB 8.0 相对有最高的QPS 1877.44,峰值QPS最高可以到2000,CPU bound场景PolarDB的性能大概是Aurora的5.7倍,是自建 MySQL 本地盘的3倍。IO bound场景PolarDB的性能是Aurora的15倍。

CPU bound场景:

DB

并发数据

QPS

PolarDB 8.0

5

1877.44

MySQL 8.0 本地盘

4

600.22

Aurora 8.0

200

328.47

IO bound场景:

DB

并发数据

QPS

PolarDB 8.0

200

1035.30

MySQL 8.0 本地盘

200

610

Aurora 8.0

200

69.15


三、跨Region容灾

目前游戏行业纷纷出海,包含了游戏服和平台服。用户在自建MySQL/RDS 的场景中, 用户可能需要在另外一个region 建立一个新的实例,然后通过同步工具或者DTS 进行跨region 备份。用户需要处理region 错误场景如何进行切换等等。

笔者认为对数据库而言,稳定性 > 易用性 > 性能。

在这个场景中,用户如果使用云厂商的话,使用的是云厂商提供的原子能力,自己通过组装这些原子能力实现容灾的需求,而PolarDB 针对这样场景提出来PolarDB GlobalDataba 的解决方案,将跨region 的容灾放在解决方案中,提供了一个更加易容的解决方案,从而用户可以关注自身的业务逻辑,而不需要处理这些容灾的场景。

在具体跨region 的同步场景方案中,PolarDB 是通过多通道物理复制能力,从而保证跨region 的容灾在1s 以内。



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