国家统计局总统计师曾玉平在发布会直播中表示：“普查数据质量是普查统计工作的生命线……利用信息化，对普查方式进行创新：首次全面采用电子化，实时及时上报数据；首次实现普查对象通过互联网自主填报；首次利用行政大数据进行比对核查；首次实现利用互联网云计算云服务实时处理工作；首次用信息化系统对700多万普查员进行线上管理。”腾讯云在背后为第七次全国人口普查保驾护航。据统计，在该项目中，腾讯云数据库支持了十亿级用户数据、七百万个终端和百万级峰值TPS（每秒事务处理量）。
一、高并发、高复杂度实时统计和分析查询的要求
在这个普查过程中，700万普查员使用微信小程序进行数据采集，约一亿人使用微信自主填报小程序进行信息录入，海量数据全部实时入库；与此同时，为了便于假如数据采集出现问题能够在第二天及时补充采集、修正，系统同时需要快速完成对入库数据的实时查询分析。
“大量的数据要收集上来，同时数据的更新和数据的查询是互相交错的，不仅要应对动态的人口流动，比如一个人今天在深圳而明天在北京，同时要准确对应起人和户、人和人之间的关系。”据介绍，使用电子化方式开展全国人口普查工作，涉及范围广、统计维度多、技术难度大。团队专家决定再在小程序和TDSQL之间加上腾讯云Redis，将其作为缓存承接所有终端涌入的数据，然后把数据落入TDSQL中。有了这么一道缓存墙，业务运行中既能从容应对暴涨的流量，也能防止小程序突然崩溃，给这次普查上了一道“双保险”。这背后也意味着，对背后的数据库技术在并发性、可靠性、一致性、扩展性、稳定性，以及复杂查询分析能力提出极高的要求。如何在十几亿中国人的数据在15天内涌入时保证用户体验和服务可持续性？如何缩短登记时间同时保证数据安全？如何在动态人口流动中准确登记、高效完成多个超大表关联实时分析？……
二、腾讯云数据库TDSQL解决之道
1. 为亿级数据装上“双引擎”
700多万B端混合负载业务、十几亿C端OLTP业务、海量的数据分析任务……本次全国人口普查项目，腾讯云数据库提供了既具有擅长OLTP场景能力，同时擅长联机分析处理OLAP场景能力引擎的企业级分布式数据库TDSQL，通过“双引擎”设计支撑人口普查工作完成。前者专门用来做前端生产系统的事务处理，其最大的优点是即时地处理输入的数据，并及时响应，实时保持系统数据处于最新状态；后者负责后期数据联机查询分析处理，支持复杂的分析操作。双引擎技术能力的融合，完整、平稳、高效地支撑了全国人口普查数据登记及统计分析整个体系化工作。其中，OLTP引擎提供了支撑大并发的性能，包括线程池、无锁优化等等，支撑3万+的数据库连接；强同步技术在跨可用区的情况下，满足高吞吐量、主备数据一致性和高可用的能力；弹性的容量伸缩，可根据实际运营情况进行容量水平扩展。此外，智能运营系统“扁鹊”，则可针对性能较低的SQL给出优化建议，同时自动评估业务的事务模型，降低锁冲突，提升并发能力。测试中，TDSQL数据库应对高并发场景时可以实现最高数百万每秒的吞吐量，这样的吞吐规模已经可以满足目前中国人口2倍的数量。借此实力，实际统计中TDSQL数据库自然扛住了普查过程中的并发高峰。同时，业务具有大规模实时查询分析的需求，普查员在前端不断录用的数据也将在TDSQL OLAP能力引擎中进行进一步的数据分析。在分析型功能特性方面，TDSQL OLAP集群通过对多表join查询、复杂子查询、聚合运算、DN数据高效重分布表现上进行了极大的优化，大大地缩短了业务报表分析时间。据介绍，TDSQL支持目前市面上几乎全部标准的OLAP复杂查询计算模型，包括TPCDS等，各类复杂查询业务需求。同时，在此过程中，OLAP分析计算开销大、延迟长，同时还要满足海量的并发请求，TDSQL OLAP引擎通过水平扩展多个只读平面，为复杂查询分析场景提供线性读扩展能力，并通过在多个平面前置负载均衡做到扩缩容业务完全无感知。据了解，在这些庞大的数据中，不乏多张超级大表关联高并发统计查询，其每张表中存放了超过20亿+条记录。如果把其中存放一张超级表的空间用来存放平均50万字的书籍，可以放下超过1000万本，一个人终其一生也读不完。更重要的是，基于全局一致性技术，可实时保障多平面下内部的全局读一致性。规模浩瀚的人口普查工作，系统业务架构复杂、并发度高，在灾备设计、高可用能力保障上，整个数据库采用了一主三从、强同步复制和异地灾备的备份方案，在某个数据节点出现故障时，都能保证数据的完整和一致；哪怕出现大规模的突发情况，通过异地灾备，也能够进行数据恢复。TDSQL 的安全性经过了腾讯各类核心业务10余年大规模产品的验证，包括社交、电商、支付、音视频等不同类型的产品。在灾备方面，TDSQL提供完善的数据备份、容灾、一键升级、快速恢复，以及数据库防火墙、透明加密等功能，同时建立起完善的监控和报警体系，大部分故障都通过自动化程序处理恢复。在整个过程中，TDSQL从早期就磨炼下来的企业级安全特性能力，持续为人口普查工作保驾护航。此外，为了让整个普查过程能够更加容易感知，腾讯云图将普查收集到的海量数据进行处理，通过数字大屏和饼状图等工具实时清晰地展示人口报送情况，并对各省报送情况进行动画效果展示，使得普查小组能够更加直观地了解整体情况和各地普查进度，根据大屏信息安排进一步的工作，提高工作效率。完成了数据“上传——入库——分析——展示”的最后一公里。全国人口普查的电子化推进，TDSQL“OLTP+OLAP”双引擎设计融合一起承接了峰值超过百万级TPS，另外OLAP集群还额外支撑峰值千万级万次的统计查询服务，助力第七次全国人口普查工作顺利完成。同时，据新华网统计报道，与2010年全国第六次人口普查的纸表入户登记方式相比，电子采集的方式将登记时间缩小到了20分钟以内，也很大程度上降低了后期数据录入、处理的难度。
可以说，这标志着，社会生活的方方面面都已逐步迈入信息化智能化的云时代，我国自研的信息化技术可常态化满足社会大规模信息化应用需求，且能够满足政府金融等行业领域的数字需求，在任务量巨大的极端情况下安全可靠。
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