騰訊雲端資料庫再次受到頂尖會議認可，論文成功入選VLDB2023

在第49屆資料庫國際頂會VLDB大會上，騰訊雲端TDSQL的2篇論文成功被VLDB 2023收錄，再次證明了創新技術受到國際頂級會議VLDB的認可

#作為資料庫領域的三大頂尖會議之一，VLDB每屆會議都集中展示了當前資料庫研究的最前沿方向以及工業界的最新應用，吸引了許多全球頂級科技公司和研究機構的參與。因會議對系統創新性、完整性、實驗設計等方面都要求極高，VLDB會議的論文接受率整體較低（約 18%）。

入選論文中，騰訊雲與南京大學、蘇黎世聯邦理工學院(ETH) 合作研發的《Efficient Black-box Checking of Snapshot Isolation in Databases》解決方案，提出了一種新穎的黑盒檢查器－PolySI，它能有效率地檢查快照隔離（Snapshot isolation，SI），並在偵測到違規時提供可理解的反例。

快照隔離是一種常見的弱隔離級別，它避免了串列化所帶來的效能損失，同時可以防止許多常見的資料異常。然而，某些聲稱提供快照隔離保證的生產雲資料庫仍會產生SI資料異常，尤其在金融領域，會造成巨大影響。業界現有同類工具不是不支援快照隔離等級的測試，就是效率較低。鑑於資料庫系統的複雜性，以及通常無法取得資料庫內部資訊的現狀，業內亟需一種黑盒快照隔離檢查器。

為了解決這個問題，我們提出並設計了"PolySI"演算法和工具。 PolySI的理論基礎是基於廣義多圖（Generalized Polygraphs，GPs）的SI刻畫定理，該定理保證了PolySI的正確性和完整性。 PolySI採用SMT求解器（MonoSAT），並利用GPs的緊湊約束編碼方案以及領域特定優化加速SMT求解

目前，透過廣泛的評估，PolySI成功地重現了已知的SI異常，並在三個生產雲資料庫中偵測到了新的SI異常、提供了可理解的反例。 PolySI在多類工作負載下均優於目前最先進的SI黑盒檢查器，並且能夠擴展到大規模工作負載。

根據了解，騰訊雲與西蒙菲莎大學聯合完成的《Online Schema Evolution is (Almost) Free for Snapshot Databases》論文介紹了一種名為"Tesseract"的新型在線和事務性模式演化方法，旨在解決資料庫在線修改schema過程中所面臨的挑戰

當前，現代資料庫應用經常根據不斷變化的需求進行模式更改，資料庫在線修改schema的主要優勢在於，無需停止資料庫服務或中斷正在進行的事務，即可進行結構修改，這使得資料庫能夠在滿足動態變化需求的同時，無需停機維護或重新啟動資料庫。

在現有資料庫系統中，雖然支援線上和事務性模式（schema）演化，但也面臨一些挑戰。首先是資料一致性問題，當進行結構修改時，為了確保資料的一致性，需要採用交易或其他機制來確保資料的完整性和正確性。其次是長時間運行的問題，一些結構修改可能需要較長的時間來完成，特別是對於大型資料庫或複雜結構的修改，這可能對資料庫的效能產生一定的影響。因此，需要在適當的時間窗口進行修改，以最小化對業務的影響

在過去的解決方案中，通常會採用臨時方法對模式演化進行“補丁”，應用於現有系統，這導致了許多邊緣情況和功能不完整的問題。因此，應用程式通常需要仔細安排停機時間來進行模式更改，從而犧牲了可用性

為了避免上述缺點，Tesseract的出現是有效的。在廣泛使用的多版本資料庫系統中，模式演化可以被建模為對整個表進行資料修改操作，也就是所謂的資料定義即修改（DDaM）。這樣一來，Tesseract可以透過利用並發控制協定幾乎零成本地支援模式

在Tesseract應用測試中，我們對現有的快照隔離協定進行了簡單調整。在40核心伺服器上的工作負載下，Tesseract能夠實現線上、事務性的模式演化，而無需停機，並且在演化過程中保持高應用效能

透過參與資料庫頂級會議VLDB，騰訊雲將資料庫領域的最新技術突破及創新方向，同步和全球技術開發者分享，這也為資料庫領域的技術和產業發展提供了極有價值的參考案例。未來，騰訊雲將持續改善與資料庫相關的技術、產品和生態能力，為各行各業提供便利、易用的資料庫服務。

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