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NFTScan x TiDB 一棧式 HTAP 數(shù)據(jù)庫為Web3業(yè)務(wù)提供毫秒級多維查詢全球時訊

來源：中關(guān)村在線　2023-02-25 06:09:49

NFTScan 成立于 2021 年 4 月，是一個多鏈 NFT 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商，截止到 2023 年 1 月份，NFTScan 已經(jīng)支持了 11 條區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，包括 Ethereum、Solana、BNBChain、Moonbeam、Polygon、Arbitrum、Optimism、Avalanche、Fantom、Cronos、PlatON 網(wǎng)絡(luò)。

NFTScan 旗下有 2 個核心業(yè)務(wù)：NFTScan.COM 多鏈 NFT 數(shù)據(jù)瀏覽器平臺和 NFTScan OpenAPI 開發(fā)者平臺。NFTScan 主要為 Web3 用戶提供高效簡潔的 NFT 資產(chǎn)搜索查詢服務(wù)，以及為 Web3 開發(fā)者和新一代金融科技公司提供專業(yè)的 NFT API 數(shù)據(jù)服務(wù)。

(相關(guān)資料圖)

以前的 MySQL 解決方案的挑戰(zhàn)

此前，NFTScan 使用 Amazon Web Services (AWS) 上的 MySQL 和 Elasticsearch 作為其核心數(shù)據(jù)庫解決方案。MySQL 存儲了所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括來自 B 端和 C 端用戶的用于分析和處理的數(shù)據(jù)。其中，NFT 的交易記錄和資產(chǎn)記錄是核心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，B 端和 C 端的查詢也大部分是圍繞這兩類核心數(shù)據(jù)展開的。由于 NFT 數(shù)據(jù)每天都在持續(xù)增長，多維度查詢會存在一些分布不均勻的現(xiàn)象，NFTScan 將 NFT 交易和資產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)以全索引方式同步到 Elasticsearch，以近乎全字段索引的方式響應(yīng)多維度 NFT 數(shù)據(jù)查詢，從而解決 MySQL 在多維度檢索海量數(shù)據(jù)方面的性能與效率瓶頸。

該解決方案在使用半年后， NFTScan 逐漸發(fā)現(xiàn)其無法滿足業(yè)務(wù)的快速增長，存在以下缺陷：

可擴(kuò)展性差，存儲和維護(hù)成本高。每天新的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)量急劇增加，但 MySQL 無法自動橫向擴(kuò)展以應(yīng)對不斷增加的工作負(fù)載。NFTScan 不得不手動對表進(jìn)行分片并新增 MySQL 的主備集群，來分?jǐn)偤途?CPU 和內(nèi)存資源的使用，這大大增加了存儲和維護(hù)成本。

隨著成本的增加，使用率下降。Elasticsearch 部署在 AWS 上，由于 AWS 原生集群配置的限制，NFTScan不得不增加更多的 Elasticsearch 高配置數(shù)據(jù)節(jié)點來提供在線查詢服務(wù)，這導(dǎo)致成本上升和使用率降低。

反復(fù)出現(xiàn)的精度錯誤。Elasticsearch 數(shù)據(jù)庫更多的是為搜索而設(shè)計的，而不是為計算設(shè)計，所以在聚合計算中存在精度誤差。

為什么選擇 TiDB？

經(jīng)過近一個月的調(diào)研和測試，NFTScan 最終選擇了 TiDB 來作為核心數(shù)據(jù)架構(gòu)，替代原有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。NFTScan 研發(fā)團(tuán)隊在調(diào)研中選擇 TiDB 主要有以下幾點考量因素：

高度兼容 MySQL ：TiDB 在傳輸協(xié)議和 SQL 語法等方面與 MySQL 高度兼容，NFTScan 可以輕松地將數(shù)據(jù)遷移到 TiDB，MySQL 兼容性大大減少了研發(fā)團(tuán)隊使用新數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)成本、時間和精力，同時也能加速數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的遷移工作；

彈性伸縮：TiDB 采用計算和存儲分離的分布式架構(gòu)以及底層分布式存儲數(shù)據(jù)的設(shè)計機(jī)制，NFTScan 可以根據(jù)讀寫流量的實時變化靈活伸縮計算存儲資源，最大限度地提高了資源使用率，并大幅降低了成本；

一體化 HTAP 架構(gòu)：TiDB 的 HTAP 能力可以同時處理事務(wù)和分析工作負(fù)載，一套數(shù)據(jù)庫即可滿足事務(wù)型數(shù)據(jù)庫和分析型數(shù)據(jù)庫的需求，不僅完美地滿足了 NFTScan 不斷增長的業(yè)務(wù)需求，還降低了整體運(yùn)營成本；

高可用性：TiDB 本身的數(shù)據(jù)副本同步機(jī)制和內(nèi)置的災(zāi)備方案，保證了整體數(shù)據(jù)庫服務(wù)的高可用性。

遷移方案

經(jīng)過兩個月的時間，NFTScan 完成了將底層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全部切換到 TiDB 的工作，通過部署 2 臺 TiDB 服務(wù)器、9 臺 TiKV 服務(wù)器和 2 臺 TiFlash 服務(wù)器，并在同一 region 下，跨三個可用區(qū)（AZ) 進(jìn)行部署，保證了整體架構(gòu)的高可用性。

截至 2022 年 11 月，NFTScan 的 TiDB 數(shù)據(jù)庫存儲了大約 6TB 的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，QPS 達(dá)到 5000，平均查詢時長40ms，各種應(yīng)用在 TiDB 上運(yùn)行穩(wěn)定。

流暢的遷移體驗

在整個遷移過程中，NFTScan 對 TiDB 的性能與數(shù)據(jù)遷移的流暢性印象深刻。

TiDB 提供了 Dumpling、TiDB Data Migration (DM) 等一系列數(shù)據(jù)同步套件，幫助 NFTScan 將歷史數(shù)據(jù)從 MySQL 遷移到 TiDB。比如 NFTScan 的一些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是不能直接遷移到 TiDB 的，必須在遷移前先進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，TiDB 的同步工具可以并發(fā)寫入大量數(shù)據(jù)。在解析存儲實時 NFT 數(shù)據(jù)時，執(zhí)行效率較之前的存儲方案提升了約 30%。

同時，TiDB 的 online schema update （在線 schema 更新）設(shè)計，使得 NFTScan 可以在遷移過程中進(jìn)行異步更改字段和異步添加索引等數(shù)據(jù)定義語言 (DDL) 操作，而不會阻塞整個表的讀寫，這大大提高了業(yè)務(wù)邏輯調(diào)整時數(shù)據(jù)模式的靈活性。遷移完成后，NFTScan 對 B 端、C 端各類應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)查詢進(jìn)行了改造，經(jīng)過充分調(diào)優(yōu)和測試后，逐步將生產(chǎn)環(huán)境的應(yīng)用全部切換到 TiDB。

用戶收益

TiDB 支持多維實時查詢，查詢時間短。TiDB 完美地滿足了 NFTScan 高吞吐量和低延遲的核心要求。以業(yè)務(wù)端的 API 服務(wù)為例，平均查詢時間從 10-100 毫秒下降到 10 毫秒或更少。即使處理 1,000 QPS，這樣的查詢速度也能保持穩(wěn)定。

TiDB 的列式存儲引擎 TiFlash ，可以高效地處理分析工作負(fù)載。例如，在對某張具有數(shù)億行的表執(zhí)行復(fù)雜查詢時，可以在幾秒鐘內(nèi)獲得結(jié)果。

TiDB 的智能 SQL 優(yōu)化器可以根據(jù)數(shù)據(jù)的分布情況選擇最具性價比的數(shù)據(jù)查詢執(zhí)行計劃，讓開發(fā)者可以靈活調(diào)整和優(yōu)化 SQL 執(zhí)行計劃。

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