Neondb-穷人的Aurora，你看明白了吗？

这篇文章本来是昨天要发的，因为上班路上有所思，所以到公司后临时写了一篇发出了。这两天经常有朋友问我，儿子高考怎么不回家陪陪。十分感谢这些热心的朋友，说实在的，儿子高考还真没啥可陪的，上周日返校后今天考完才离开学校。不过今天怎么都得在化学考试结束前赶到校门口去接一下，所以今天上午我就回深圳了。

AWS Aurora的出现让人眼前一亮，这种云原生生态的数据库产品大大简化了用户数据库使用门槛，只不过Aurora没有线下版本，因此也很难进入寻常百姓家了。前阵子我一个客户也和我讨论了Serverless Database的问题，他们企业中存在数百个规模不大，重要性也不高的系统，数据库系统的建设与运维管理一直占用了大量的企业IT资源，能不能想个办法，用Serverless Database来替代现在的云上的大量的小型MYSQL RDS实例。最好是计算可以放到k8s里，数据可以持久化到S3的。

正好前几天群里有个朋友提到Neon Database这个开源数据库，我就简单地研究了一下。

从Neon的官网上我们可以看到Neon是一个serverless的开源数据库，可以作为AWS Aurora Postgres的替代。它对PG进行了存算分离改造，将PG的存储层改造为一个分布式的集群。

经过对PG的架构进行重构后，Neon的计算单元是部署在k8s pods中的postgresql兼容SQL引擎，应用可以通过PG客户端或者PG兼容的JDBC/ODBC引擎连接计算单元来访问数据库。Neon可以为每个租户创建一个独立的数据库实例，其SQL引擎跑在K8S pods里，当有会话访问数据库实例的时候，容器被激活，向外提供服务。当一段时间内没有会话访问数据库的时候，POD会被清理，从而回收资源。Neon目前支持PG 14/PG15,与原生态的PG保持极高的兼容性，支持大量的PG插件。

Safekeeper集群：负责数据库的持久化。PostgreSQL将预写日志（WAL）流式传输到Safekeepers，Safekeepers持久地存储WAL，直到它被Pageserver处理并上传到云存储。同时WAL也可以在对象存储中持久化保存。如果Safekeeper可以把数据存储在高性能SSD上，那么数据修改可以快速落盘，实现较大并发的数据写入。

Pageserver：负责处理读取请求。为此， Pageserver将传入的 WAL 流处理为自定义存储格式，使所有page版本都易于访问。Pageserver还将数据上传到云对象存储，并按需下载数据。同时，Pageserver还承担了一个缓冲层，存储了经常会被数据库访问的较热的PAGE。

Neon 使用 S3 等云对象存储进行长期数据存储。存储的数据是静态加密的。持久化的数据和不怎么访问的数据页存储在S3中，价格低廉，容量巨大，扩展方便的对象存储为持久化数据提供了有效的存储。

在这个架构中，Safekeepers可以被认为是一个超可靠的写入缓冲区，它保存最新的数据，直到它被处理并上传到云存储。Safekeepers通过Paxos协议以确保可靠性。Pageserver还用作云存储的读缓存，提供对数据页面的快速随机访问。在这个架构中，已经消除了bgwriter，因为物理PAGE已经不需要写入，而是完全通过WAL异步回放。

目前Neon已经开放了公有云服务，并且提供免费试用，于是我在新加坡的Neon公有云免费申请了一个数据库。申请完毕后，就可以通过本地的psql客户端连上去使用了。

我在上面创建了一个测试PG表连接的DEMO。然后测试一下几个表连接的语句。

EXPLAIN ANALYZE SELECT  count(*) FROM join1 j1 INNER JOIN join2 j2 ON j1.id = j2.id WHERE J1.ID>1 AND J1.ID<10;

128毫秒执行时间，性能一般，不过还不算坏。

Neon 允许以与分支代码相同的方式即时对数据进行分支。可以快速且经济高效地对数据进行分支，用于开发、测试和各种其他目的，从而提高开发人员的工作效率并优化持续集成和交付 （CI/CD） 管道。分支数据可以方便地通过云存储的复制克隆来实现。可以从当前或过去的状态创建分支。例如，您可以创建一个分支，其中包含截至当前时间点或更早时间点的所有数据。

分支与其原始数据隔离，因此您可以自由地使用它，修改它，或者在不再需要它时删除它。对分支的更改是独立的。分支及其父分支共享相同的历史记录，但在分支创建时会有所不同。对分支的写入将另存为增量。创建分支不会增加父分支上的负载或以任何方式影响它，这意味着您可以随时创建分支，而不会影响生产系统的性能。每个 Neon 项目都是使用一个名为 的主分支创建的。您创建的第一个分支是从项目的主分支分支。后续分支可以从主分支或以前创建的分支上进行。

我可以在管控台上快速创建一个分支。如果创建一个branch仅仅为了备份，可以不创建compute endpoint，否则需要创建一个compute endpoint。我创建了一个分支，就可以用它来做一些其他的应用了，比如用于测试或者研发，亦或是交给审计部门去使用。每个compute endpoint都有一个独立的pod来承载，可以作为一个独立数据库使用，系统会生成一个访问连接串。

Neon总体来说看上去不错，后续我们团队会进行本地化部署和验证。不过Neon的历史还比较短，功能也还比较简单，可靠性也欲待验证。

目前Neon对备份和灾备的支持还比较简单，数据的安全完全依靠云平台和对象存储来保障。这决定了Neon还很难承载关键性的大型应用，不过企业中的一些小型数据库应用使用还是足够的，其最大的好处是方便。

Neon是以Apache V2开源的，我们目前可以到GITHUB上去下载，项目名称为NervanaSystems/neon。整个项目是用Rust开发的，其易读性不错，作为数据库产品，性能应该也没问题。Neon使用Postgresql作为嵌入项目，目前Neon支持PG14/PG15两个版本，有兴趣的朋友可以去试试。Neon的出现，将会大大丰富PG数据库生态，以此为基础开发一个云原生数据库产品也是可行的。