阿里云李飞飞：国内首部云原生数据库教材《云原生数据库：原理与实践》

数据库格局之变：云化成为趋势

数据库与操作系统、中间件并列为全球基础软件三大件，也是企业 IT 系统必不可少的核心技术。自 20 世纪 60 年代诞生以来，在包括银行、电信、制造及互联网在内的各主要行业中发挥着重要作用。

互联网和大数据的日渐兴盛，催生了数据库的云化发展。全球权威资讯机构 Gartner 公布的报告显示，全球数据库格局正在迎来关键之变。以阿里云为代表的新兴云数据库展现出强劲的实力。前 10 的数据库厂商中，出现了 4 家云计算公司，并不断缩小与甲骨文、IBM 等传统数据库厂商的差距。

云数据库领域人才需求旺盛

随着全球各大厂商在技术战略层面把云原生列为主要发展方向，以及传统行业数字化转型的加速，领域技术人才需求一路水涨船高，缺口巨大。

但在目前国内数据库专业人才培养体系中，经典数据库系统知识占据主导地位的同时，有关云数据库的相关理论与实践却缺乏系统性的教材引导。《云原生数据库：原理与实践》这部教材的推出，正是弥补了这一领域空白。

作为国内最早推出云数据库的厂商之一， 阿里云已推出涵盖关系型数据库、数据仓库、NoSQL 数据库、数据库生态工具在内的几十款产品，培养出一大批数据库领域具有丰富实践经验的研究及工程人员。在 2020 年和 2021 年 Gartner 公布的全球数据库魔力象限评估中，阿里云连续两次挺进全球数据库第一阵营-领导者（LEADERS）象限，见证了中国数据库 40 年来历史性突破。

国内首部云原生数据库教材

国内首部云原生数据库教材《云原生数据库：原理与实践》，由阿里云与华东师范大学共同撰写。结合了华东师范大学丰富的教学经验与阿里云在数据库领域十多年的研发实践。

教材系统化地从架构设计、实现机制和系统优化等多个角度阐述了传统数据库技术如何一步步发展到云原生形态的演进历程。对于如何利用资源池化技术、分布式技术实现数据库的高可用、弹性扩展和按需使用进行了详细剖析，是一本不可多得的兼具理论深度和实现细节的教学参考用书。

同时，阿里云积极将自研云原生分布式核心技术通过开源的方式，与广大师生、开发者和客户共享，共同构建开放与充满活力的技术生态。帮助云原生数据库开发者更快成长。

PolarDB-X 源码开放地址

计算层：

https://github.com/apsaradb/GalaxySQL

存储层：

https://github.com/apsaradb/GalaxyEngine

关于本书作者

• 李飞飞：阿里巴巴集团副总裁，阿里云智能事业群数据库产品事业部与达摩院数据库与存储实验室负责人，ACM 杰出科学家。曾获 ACM 与 IEEE 多项大奖，世界互联网大会 2019 全球领先科技成果奖，浙江省科技进步一等奖，中国电子学会科技进步一等奖等。带领团队研发了阿里云企业级云原生数据库系统。担任多个国际及国内一流学术期刊和学术会议的编委、主席。中国计算机学会 CCF 大数据专家委员会副主任，数据库专业委员会常委。担任多个国际一流学术期刊和学术会议的编委、主席（VLDB 2021 与 IEEE ICDE 2021 工业界主席）。

• 周烜：华东师范大学数据科学与工程学院教授、副院长。2001 年本科毕业于复旦大学，2005 年在新加坡国立大学取得博士学位，2005 年至 2010 年期间先后在德国 L3S 研究中心和澳大利亚联邦科工组织从事科研工作，随后在中国人民大学任教，于 2017 年加入华东师范大学。他的研究兴趣包括数据库系统和信息检索技术。他曾参与和负责多个国内外的科研项目和工业合作项目，开发各种数据管理系统，在分布式数据库上的研究成果获 2019 年国家科技进步二等奖。

• 蔡鹏：华东师范大学数据科学与工程学院教授，博士生导师。2015 年 6 月加入华东师范大学数据科学与工程学院，在此之前先后就职于 IBM 中国研究院和百度（中国）有限公司。在 VLDB、ICDE、SIGIR、ACL 等国际顶级会议上发表多篇学术论文。目前的研究方向为内存事务处理、基于机器学习技术的自适应数据管理系统。曾获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖。

• 张蓉：华东师范大学数据科学与工程学院教授，博士生导师。自 2001 年起从事分布式系统、数据库相关研究与开发工作，曾作为负责人或者主要参与人员参加国家自然科学基金课题、国家 863 计划项目及多项企业合作项目的研究。工作成果获得上海市科技进步一等奖（排名第四）以及国家科学技术进步二等奖（排名第七）。研究兴趣包括分布式数据管理、数据流管理和大数据基准评测。

• 黄贵：阿里巴巴资深技术专家，阿里云数据库总架构师，在阿里巴巴一直从事分布式系统、分布式数据库内核的研发工作，曾参与自研数据库 PolarDB 系统的研发工作。技术专长和研究兴趣为分布式系统设计、分布式一致性协议、数据库内核实现等领域，曾在 SIGMOD、FAST、VLDB 等国际顶级会议上发表多篇学术论文，获得中国电子学会科技进步一等奖。

• 刘湘雯：阿里云副总裁、阿里巴巴达摩院秘书长、中国计算机学会常务理事。加入阿里巴巴十多年来，先后带领团队搭建了阿里巴巴集团技术大中台战略的三层治理体系，完成了阿里巴巴达摩院从 0 到 1 的建设落地。当前任阿里云市场营销与公共事务部总经理，代表阿里云对外构建了由高校、政府、开发者、创新创业者组成的合作网络，推动数字经济时代阿里云 2.0 品牌的升级。

倾情作序

由于阿里电商业务对数据库庞大的并发吞吐和数据计算的需求，阿里云早在 2010 年就全面开展了数据库的自主研发，攻克存储计算分离、分布式、高可用、兼容性、离在线一体化、HTAP 等关键技术，并针对双 11 等高并发业务场景进行设计和优化，持续升级内核能力和集群架构。同时，针对国产芯片及操作系统开展优化，为全面使用国产化技术栈，完全的自主可控打下基础。在这个过程中，阿里云数据库获得了世界互联网大会全球领先科技成果奖、浙江省科技进步一等奖、中国电子学会科技进步一等奖等，也成为首个进入 Gartner 全球数据库领导者的中国数据库厂商。

站在云计算时代际遇面前，阿里云愿意携手广大合作伙伴和开发者，一起发展云原生数据库技术，打造完善的产业生态，加速全社会数字化转型进程。

张建锋

阿里云智能事业群总裁，达摩院院长

本书的主要作者李飞飞博士先是从事数据库领域的学术研究工作十余年，近年又投身工业界，潜心于数据库系统的研发，融合了理论前沿和工程实践经验，反映在这本数据库教材中，既有翔实的理论基础，也有丰富的技术实现细节，对云原生数据库的重点技术，如存储计算分离，高可用，存储引擎，分布式查询引擎，数据水平分布与自动负载均衡等都做了深入细致的分析，相信会对广大读者学习业界最新的数据库技术提供帮助。

 陈左宁

中国工程院院士

李飞飞博士领衔编写的这本教材对云原生技术与数据库的结合进行了系统性阐述，回顾了数据库管理系统的历史发展脉络以及各个重要阶段的主要技术特征，梳理了数据库技术的走向及其发展到云原生形态的历程。该书在对数据库技术发展趋势做出详细分析的基础上，自底向上拆解数据库系统的技术栈，分别讲解分层解耦后的共享存储系统、存储引擎、查询引擎等部件的实现，重点阐述云原生、分布式、高可用、软硬结合等新技术如何融入并拓展数据库系统的能力，详解了使用和运维云数据库的实践和操作。全书内容布局有度，循序渐进，原理与实操兼备，适合数据库技术领域从业人士阅读参考。

梅宏

中国科学院院士

鼎力推荐

基于云平台提供数据管理服务自然产生了对云原生数据库的需求。本书以作者主持研发的 PolarDB 为例，从理论到实践，系统地阐述了云原生数据库的原理与技术，语言简洁明快，论述深入浅出，是一本值得一读的好书！

李战怀

西北工业大学教授

中国计算机学会数据库专业委员会主任

云原生数据库是最适用于云计算平台的数据库系统，是数据库大家族的新宠。本书作者是云计算和数据库领域的专家，内容具有很高的参考价值。

杜小勇

中国人民大学教授

中国计算机学会大数据专家委员会主任

数据库自 20 世纪 60 年代诞生以来，一直被认为是信息社会的关键基础设施。近 20 年来，互联网的发展和普及深刻地改变世界和人类本身，未来信息社会的形态逐渐明晰，经济社会的数字化转型蓄势待发。数据库遭遇互联网是最近 10 年数据库发展遇到的挑战和机遇，数据库研发因此重焕青春。云原生数据库是数据库遭遇云计算的必然产物，云原生的根本理念是把数据库能力服务化、大众化，把数据库变成公用事业。这是发挥数据威力，为数字化转型提供赋能平台的第一步。本书系统总结了阿里巴巴集团在云原生数据库方面的探索，从实践中来，到实践中去，相信本书对我们在这一新领域抢占先机大有裨益。

周傲英

华东师范大学教授、副校长

资深数据库学者

云计算平台使得云原生数据库得以兴起和普及。本书从理论和实践两个方面展示了云原生数据库的基本原理和核心技术。作者长期从事数据库理论研究，成果丰硕。他们结合阿里云原生数据库 PolarDB 的研发经验撰写此书，非常值得仔细研读！

彭智勇

武汉大学教授、大数据研究院副院长

中国计算机学会数据库专业委员会副主任

云原生数据库是数据库领域近 10 年来的重大革新，引领了数据库的发展。本书详细阐述了云原生数据库的核心技术，例如计算存储分离、日志即数据、弹性多租等，是云原生数据库领域的宝书，值得仔细阅读。本书作者是数据库领域学术界和工业界的卓越代表，书中内容凝聚了对云原生数据库的思考。

李国良

清华大学教授

清华大学计算机系副主任

中国计算机学会数据库专业委员会副主任

云原生数据库可以说是当下最火的数据库产品技术形态，具有高扩展性、高可用性等优良特性，相关领域正在蓬勃发展。本书是有关云原生数据库的开创性著作，覆盖了关键理论和技术实现。作者是来自企业界和学术界的资深学者和优秀实践者，强烈推荐给对数据库技术感兴趣的研究生和研发人员。

崔斌

北京大学教授

中国计算机学会数据库专业委员会副主任

数据已成为数字经济的核心生产要素，而数据库是承载数据存储与计算的关键基础软件，对企业业务发展至关重要。信息通信服务商同样高度关注数据库技术的发展。随着云计算和大数据的蓬勃发展，数据库也从传统定制化部署，转型为按需取用、弹性伸缩的云服务，给业务人员带来更多的灵活性和更高的性价比。李飞飞博士等人所著的《云原生数据库：原理与实践》详细阐释了阿里云数据库在云化过程中的技术发展与实战经验。相信这本书能给各位读者带来启发，更好地实施企业上云，加速数字化转型。

陈国

中移信息技术有限公司副总经理

随着科技的发展和数字化转型的推进，数据作为核心资产，越来越受到重视；而作为数据存储与计算的载体，数据库的发展也日新月异。我把数据库的发展按次序定义为传统数据库、云原生数据库和广义数据库。而当前，云原生数据库正以一种崭新的技术架构大行其道，蓬勃发展，为云计算的落地做出了不可磨灭的贡献。

当很多人还在迷茫什么是云原生时，李飞飞和周烜等几位老师的巨著横空出世，可谓适逢其时。几位老师的理论积累深厚，行业视野高瞻远瞩，对阿里巴巴数据库产品的最佳实践也如指诸掌。在他们的共同努力下，本书对理论概念的讲解和技术实现的描述一气呵成，对文字的把控也游刃有余，非常适合数据库爱好者阅读。期待本书早日面世，泽被大众。

周彦伟

极数云舟创始人 &DTark 总架构师

中国计算机行业协会数据库专委会会长

浙江大学校外导师

数据库已进入百家争鸣的新时代！谁能在这场角逐中脱颖而出？本书为从业者指明了道路——拥抱云原生。本书理论结合实践，在技术选型方面也着墨较多，凝聚作者们多年的行业经验和心血，引领读者概览云原生数据库的全貌，兼具细节与深度，颇具匠心，当有其所值！

张文升

PostgreSQL 中文社区主席

《PostgreSQL 实战》《PostgreSQL 指南——内幕探索》作者

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▊《云原生数据库：原理与实践》

李飞飞，周烜，蔡鹏，张蓉，黄贵，刘湘雯 著

• 阿里云智能数据库事业部总负责人李飞飞博士，华东师范大学数据科学与工程学院副院长周烜教授，领衔撰写！

• 阿里云数据库领域数十年的研发实践经验结晶

• 兼具理论深度和实践细节，启发深入思考

• 开放性地探索数据库前沿发展方向

本书详细剖析了作为核心基础软件系统的数据库在云计算时代的技术演进历程，从架构设计、实现机制和系统优化等多个角度阐述传统数据库技术是如何一步步发展到云原生形态的。

本书强调理论和实践的充分结合，分析 MySQL、PostgreSQL 等工业界“活”的系统实现数据库的 SQL 优化与执行、事务处理、缓存与索引等原理，在面对实际应用需求时做了哪些权衡与折中，面对复杂的应用场景如何优化，以及做出种种选择背后的原因。

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