今日收揽286星基于Rust的无服务器PostgreSQL替代方案 Neon

大家好，我是贝克街的捉虫师呀！

咱们开发者日常打交道最多的基础设施之一，肯定离不开数据库。特别是关系型数据库，PostgreSQL更是其中的佼佼者，功能强大又灵活。但大家有没有遇到这样的场景：为了开发或测试，需要快速搭建一个数据库环境，或者在处理数据时，想对某个时间点的数据状态进行“快照”或“分支”，就像使用Git一样方便？又或者，在考虑数据库的可伸缩性和成本时，总是觉得传统架构不够灵活，尤其是面对波峰波谷的访问量？

在寻找更现代化、更灵活的PostgreSQL解决方案时，我偶然发现了今天想要分享的这个宝藏项目——Neon。它正在试图革新我们使用PostgreSQL的方式，让数据库也能拥有云原生的灵活性和弹性。

项目概述：解耦计算与存储，Postgres的新玩法

Neon是一个开源的、无服务器（Serverless）的PostgreSQL替代方案。它的核心理念是将数据库的计算（Compute）与存储（Storage）完全解耦。传统的PostgreSQL，数据是紧密绑定在本地文件系统上的；而Neon则用一个分布式的存储引擎替代了PostgreSQL底层的存储层，计算节点（也就是跑着PostgreSQL进程的地方）变得无状态，所有数据都存储在独立的存储节点网络中。

你可以把它想象成这样：传统的数据库服务器就像你带硬盘的电脑，数据和程序都在一起；而Neon就像你的电脑连接到云盘，电脑本身可以随时更换，但数据始终安全地保存在云端。这种架构带来了很多过去难以想象的便利和强大功能。

它完全开源，并且用高性能的Rust语言构建其核心存储部分，同时保持了与标准的PostgreSQL高度兼容。

项目数据：人气与技术实力并存

截止我写这篇文章的时候，Neon这个项目在GitHub上累计收揽了17805颗星，而仅仅在今日就新增了286颗星，这个增长速度足以说明它的受欢迎程度和社区关注度。

项目的主要开发语言是Rust，这为项目的性能和可靠性提供了坚实基础。当然，由于它深度改造了PostgreSQL，项目中也包含了大量的C代码。作者是neondatabase，背后有一整个团队在积极维护和迭代。从提交历史和文档完整度来看，这是一个非常活跃且正在快速发展中的项目。

功能亮点：不止是无服务器

Neon不仅仅是将PostgreSQL变得“无服务器”那么简单，它通过解耦架构带来了一系列令人兴奋的特性：

✨ 计算与存储分离

这是Neon的基石。计算节点可以按需启动、暂停、扩缩容，甚至可以有多个计算节点连接到同一个存储后端。这意味着你可以根据负载动态调整计算资源，大大提高了效率并可能降低成本。我在体验时发现，如果你的实例长时间不活跃，它会自动暂停，再次访问时快速恢复，这种体验非常“无服务器”。

🌳 强大的数据库分支能力 (Branching)

这个功能是我个人觉得最酷的！就像Git一样，你可以轻松地从主分支（Main）创建一个新的数据库分支。这个新分支包含了创建时主分支的所有数据快照，但后续的所有修改都只会发生在分支上，不会影响主分支。这太适合开发、测试、数据分析、运行实验性查询等场景了！你可以为每个功能开发创建一个独立数据库分支，测试通过后再决定是否“合并”（虽然目前Neon的概念更接近Git的分支，而不是双向合并，但已经非常实用了）。

🕰️ 时间旅行 (Time Branching)

基于其存储架构，Neon能够保留历史数据版本，让你不仅可以创建当前状态的分支，还可以基于过去任意一个时间点的数据创建一个分支！这简直是数据恢复、回溯问题或分析历史数据的利器。

💡 与PostgreSQL高度兼容

尽管底层架构大变，Neon在用户接口层面努力保持与标准PostgreSQL的兼容。这意味着绝大多数现有的PostgreSQL客户端、驱动、工具和应用代码都可以直接在Neon上使用，迁移成本相对较低。

🔒 数据持久性与可靠性

Neon的存储引擎设计考虑了数据的持久性和可用性。它使用“Safekeepers”组件确保写入的WAL（预写日志）被安全复制和持久化，并通过Pageserver将数据上传到云存储（如S3），提供了多层数据保护。

🚀 基于Rust的高性能

Rust语言以其内存安全和高性能著称，Neon将存储引擎等核心组件用Rust实现，旨在提供比传统架构更高或至少有竞争力的性能，尤其在处理读操作和分支创建时能体现出优势。

安装与使用：本地探索或云端体验

Neon提供了多种使用方式。最简单的是使用他们提供的云服务（有免费额度），可以直接创建和管理Serverless Postgres实例。

如果想深入了解或在本地进行开发和测试，也可以自己编译和运行：

环境要求 (以Linux为例):

Rust环境
PostgreSQL客户端及开发库
各种构建工具和依赖库（如build-essential, libtool, protobuf-compiler, cmake等，具体请参考README中的详细列表）

本地编译与运行步骤概述:

克隆代码 (带子模块):

git clone --recursive https://github.com/neondatabase/neon.git
cd neon

编译: 根据系统执行make命令。

# 在 Linux 上，使用所有CPU核心并行编译
make -j`nproc` -s

# 在 macOS 上，使用所有逻辑CPU核心并行编译
make -j`sysctl -n hw.logicalcpu` -s

这会编译Neon项目以及它包含的修改版PostgreSQL。

初始化和启动本地实例: 使用cargo neon命令（Neon的本地控制工具）管理。

# 初始化本地仓库和配置
cargo neon init

# 启动 pageserver, safekeeper, broker
cargo neon start

# 创建初始租户并设为默认
cargo neon tenant create --set-default

# 创建一个计算节点 (endpoint)，连接到主分支
cargo neon endpoint create main

# 启动主分支的计算节点
cargo neon endpoint start main

运行成功后，你应该能看到PostgreSQL连接地址和端口（例如 127.0.0.1:55432）。

连接并使用: 使用标准的psql或其他客户端连接。
```
psql -p 55432 -h 127.0.0.1 -U cloud_admin postgres
```
你就可以像操作普通PostgreSQL一样进行查询和操作了。

尝试分支功能:

# 从 main 分支创建一个名为 dev-feature 的新分支
cargo neon timeline branch --branch-name dev-feature

# 创建并启动连接到 dev-feature 分支的计算节点
cargo neon endpoint create dev-feature --branch-name dev-feature
cargo neon endpoint start dev-feature

现在你会有两个独立的PostgreSQL实例在运行，它们的数据在创建分支时一致，但后续修改互不影响。

停止与清理:

# 停止所有正在运行的 Neon 组件和 PostgreSQL 实例
cargo neon stop

# 清理编译生成的文件
make clean
# 如果需要彻底重置，可以删除本地数据库目录 (.neon)
# rm -rf .neon

本地编译和运行稍微有点复杂，需要耐心安装依赖。但如果你只是想体验Serverless和分支功能，强烈建议先从他们的云服务免费额度开始。

使用场景与推荐理由：谁该尝试Neon？

我认为Neon特别适合以下几种场景：

云原生应用开发者: 如果你的应用追求高弹性、需要根据实际负载自动伸缩数据库资源，或者希望降低数据库闲置时的成本，Neon的无服务器架构非常有吸引力。
需要频繁进行开发/测试环境搭建的团队: 数据库分支功能能够极大地简化这部分工作。开发者可以快速创建独立的开发或测试数据库，互不干扰，用完即弃或轻松重建。这比传统的导出导入数据、搭建独立数据库实例要高效得多。
希望降低数据库运维复杂度和成本的中小型企业: 对比自建高可用PostgreSQL集群或某些昂贵的托管服务，Neon的托管服务（或其他基于Neon的云服务）可能提供更灵活、更经济的选择。开源版本也给了用户自托管的可能。
对数据库新技术感兴趣的技术探索者: Neon的架构是对传统关系型数据库存储方式的大胆创新，深入了解其原理和实现（特别是Rust部分）非常有价值。

推荐理由总结: