Oracle 已经在官网上线了关于 Oracle Database 21c 的在线文档，这让所有关于 Oracle 数据库的用户心中一惊，转眼 2020年已经接近尾声，Oracle 数据库又将进入下一个版本周期。然而我们必须和大家进一步梳理一下，Oracle的版本变化，并且明确：Oracle 21c 其实就相当于 Oracle 20c，因为 20c从未进入公众可用的版本发布。在官方的版本计划中，20c 已经被移出，并做出如下声明：
Oracle考虑到2020年我们的客户将面临前所未有的经济和业务中断。我们决定不将Database 20c Preview版本升级为General Availability。相反，我们将所有20c功能都合并到21c版本中，并使21c在我们的“自制数据库免费层”中可用，以便所有人都可以免费试用驱动新功能和增强功能。
Oracle 21c 在 Oracle CLoud上，在2020年12月8日可用，在企业级公众版本将于 2021年上半年发布。现在的年度版本被称为『创新版本』，仅作有限的支持，有别于长期支持版本。21c 的支持期仅仅为2023年6月，没有扩展支持。
结合 Oracle 20c 和 21c 的革新，我们再次整理这两个版本中，引人瞩目的十大新特性，与客户和读者朋友分享。
1. 原生的区块链支持 - Native Blockchain Tables
随着区块链技术的不断成熟和发展，Oracle 在其多模的数据库支持中，引入了原生的区块链表支持。在 21c 中数据库中可以通过 blockchain 关键字来创建区块链表：
CREATE Blockchain TABLE <blockchain_table_name>;
很多客户希望在不涉及多个组织的情况下,利用区块链的防篡改和不可否认属性，区块链表使客户可以在需要高度防篡改的数据管理，而又无需在多个组织中分布分类帐或依靠分散的信任模型时使用Oracle数据库。为了遵循区块链的可信和安全机制，区块链表只能INSERT 记录，记录之间通过 Hash 算法进行链接，不能修改，同时链可以被多方参与者验证。区块链表，可以和其他常规表进行关联，进行事务处理或者查询。
区块链表，在创建时可以指定保护的周期属性，例如3年内不可删除等，以建立数据生命周期管理。区块链表中的行是防篡改的。每行包含一个密码哈希值，该值基于该行中的数据和链中上一行的哈希值。如果某行被篡改，则该行的哈希值会更改，这会导致链中下一行的哈希值发生更改。为了增强欺诈保护，可以将可选的用户签名添加到行中。如果您在区块链表行上签名，则必须使用数字证书。在验证区块链表中的链时，数据库需要证书来验证行签名。下图是区块链表的示意图：
可以对区块链表进行索引和分区。您可以通过建表时的选项控制是否以及何时从区块链表中删除行。您还可以控制是否可以删除区块链表。区块链表可与事务和查询中的（常规）表一起使用。
区块链表用于实施集中式区块链应用程序，其中中央权限是Oracle数据库。集中式区块链为组织提供了更大的可定制性和控制力，因为他们可以决定谁可以加入网络。参与者是不同的数据库用户，他们信任Oracle数据库来维护交易的防篡改区块链。所有参与者都必须具有将数据插入到区块链表中的特权。区块链的内容由应用程序定义和管理。与分散式区块链相比，集中式区块链与基于共识的分布式区块链相比，首选应用在更高吞吐量和更低交易延迟的场景。区块链表，可以和其他常规表进行关联，进行事务处理或者查询。
Updating and merging rows
Adding, dropping, and renaming columns
Truncating the blockchain table
Dropping partitions
Defining BEFORE ROW - triggers that fire for update operations (other triggers are allowed)
Direct-path loading
Inserting data using parallel DML
Converting a regular table to a blockchain table or vice versa
XA transactions
2. 持久化内存存储支持 - Persistent Memory Store
自 Oracle 19c 开始，Oracle就已经开始修改程序以更好的配合持久化内存，提升数据库性能。在21c中，Oracle 明确支持了持久化内存 - Persistent Memory，虽然目前发布的信息是在Exadata中支持，但是软件的提升是通过的，在各类一体机中，或者是传统架构中使用持久化内存是毫无障碍的。持久化内存的引入，让 Oracle 的存储多达 6 级：SATA、SAS、SSD、Flash、PMEM、RAM，冷热数据分离，分层存储，可以进行更加精细化的架构设计。整体架构提供小于 19个微秒的IO延时。在Oracle新发布的 Exadata X8M 一体机中，100Gb的以太网和RoCE获得支持，这是第一次在Oracle一体机中引入了基于RoCE的架构；存储服务器上，通过PMEM在Flash之前进行加速，RoCE和PMEM提供了极速性能；
3. SQL的宏支持 - SQL Macro
宏的作用在于让SQL获得进一步的概括和抽象能力，允许开发者将复杂的处理逻辑通过宏进行定义，然后在后续程序处理中可以反复引用这一定义。在 21c 中引入的 SQL Macro 支持两种宏类型，Scalar 和 Table 类型。
SCALR 表达式可以用于 SELECT 列表、WHERE/HAVING、GROUP BY/ORDER BY子句；
TABLE 表达式可以用于 FROM 语句。
看一个简单的示例，例如需要一个函数，返回数据的下限和上限，举例而言，如果 x < lower (特定小值) 则返回 lower（作为下限）；如果 x > upper (特定大值)则返回 upper（作为上限），否则返回 x 本身。
例如，如下创建一个 Clip 函数，返回一个 SCALAR 值：create function clip(lo number, x number, hi number)return varchar2 SQL_MACRO(SCALAR) isbegin return 'least(greatest(x, lo), hi)';end;/SELECT ename, CLIP (:lower, sal, :upper)FROM emp;SELECT ename, least(greatest(sal, :lower), :upper)FROM emp;这个查询返回的结果如下，可以看到 CLIP 的效果：SQL> SELECT ename,clip(1000,sal,2000) FROM emp;ENAME CLIP(1000,SAL,2000)
---------- -------------------SMITH 1000ALLEN 1600WARD 1250JONES 2000MARTIN 1250BLAKE 2000CLARK 2000SCOTT 2000KING 2000TURNER 1500ADAMS 1100JAMES 1000FORD 2000MILLER 1300
4. 原生的 JSON 数据类型支持
12.1.0.2 引入JSON支持,允许将JSON存储在varchar2或LOB（CLOB或BLOB）中，可以利用 Schemaless 设计模型所提供的灵活性来构建应用程序，但又能从Oracle数据库的功能中受益。可以使用标准SQL查询JSON文档，利用高级分析功能，对单个属性或整个文档进行索引，并行处理数十亿个JSON文档。还可以通过使用Java、Node.js、Python、C语言和REST的SODA API来访问Oracle数据库，将其视为NoSQL数据库。在21c中，Native 数据类型 “JSON ”改进了对JSON的支持。在读取或更新操作时不必对JSON进行解析，而只在插入时才进行解析，JSON以内部二进制格式保存，这使得访问速度更快。读取和更新速度提高了45倍，对非常大的JSON文档的更新速度提高了2030倍。
新的函数JSON_TRANSFORM，使得在一次操作中更新和删除文档中的多个属性变得更加简单。
5. SQL新特性和函数扩展 - Extensions
在 Oracle 21c中，关于SQL的函数扩展很多，包括对于 ANSI 2011 标准的部分支持，进一步的提升了 SQL 的处理能力。在分析计算中，21c 提供了两种新的分布聚类算法，偏态 - SKEWNESS、峰度 - KURTOSIS，通过这两个算法，可以对给定数据进行更丰富的分布计算，新特性支持物化视图，遵循和方差（VARIANCE）相同的语义。在21c中，Oracle 还增加了 CHECKSUM 函数，用于检测数据的完整性，这个函数可以用于替代 DBMS_SQLHASH.GETHASH 函数，DBA不必再为此进行单独授权。新的位运算符也被引入，21c 中支持的新的位运算包括：BIT_AND_AGG、BIT_OR_AGG、BIT_XOR_AGG 。对于分析函数，Oracle 21c 扩展了窗口边界，通过 GROUPS 关键字可以进行特定分组数据的计数。关键字GROUPS强调与分组查询的关系，使用GROUPS关键字，我们可以回答诸如，每个交易账号执行"购买"的最后五个交易日中，花费的金额和 以及 购买的不同股票代码的数量等。
6. 自动化的In-Memory 管理 - Self-Managing In-Memory
In-Memory 技术引入之后，为Oracle数据库带来了基于内存的列式存储能力，支持 OLTP 和 OLAP 混合的计算。在 21c 中，Oracle 支持了自主的In-Memory 管理，通过一个简单的初始化参数 inmemory_automatic_level 设置，DBA将不再需要人工指定将哪些数据表放置在内存中，数据库将自动判断需要将哪些对象加入或驱逐出In-Memory的列式存储中。内存对象的管理，是通过数据库内置的机器学习算法自动实现的，并且数据库可以进一步的自动压缩较少访问的内存列数据。inmemory_automatic_level = HIGH 设置，可以用于指定高度的自动的内存管理级别。
7. 广泛的机器学习算法和AutoML支持
在Oracle 21c中，更多的机器学习算法被加入进来，实现了更广泛的机器学习算法支持。极限梯度助推树 - eXtreme Gradient Boosting Trees(XGBoost) 的数据库实现，以及各种算法，如分类（Classification）、回归(regression)、排行(ranking)、生存分析(survial analysitic)等；MSET-SPRT 支持传感器、物联网数据源的异常检测等，非线性、非参数异常检测ML技术；
此外，Oracle机器学习算法支持各种语言，例如 OML4SQL、OML4Py、OML4R，其中AutoML 针对 Python 提供了全面支持。
8. 多租户细粒度资源模型 - New Resource Modeling Scheme
在21c之前,多租户的数据库管理是服务驱动的，通过服务来决定PDB的资源放置，PDB的开启也是通过服务来进行隐式驱动的。在集群环境中，这就存在一个问题，PDB 可能被放置在某个资源紧张的服务器上，服务驱动的模型并不完善。在 21c 中，Oracle 引入了细粒度的资源模型，将负载和 PDB 的重要性等引入管理视角。例如，用户可以通过Cardinality 和 Rank 定义，改变 PDB 的优先级，在数据库启动时，优先打开优先级别高的PDB。除此之外，在 PDB 打开之前，数据库会检查主机运行负载、可用性、CPU数量和CPU速度等信息，以科学判定应该在什么节点以什么顺序启动PDB。关于多租户的另外一个改变是：在 21c 中，Non-CDB 模式将不再被支持（可以使用非多租户环境，但是没有官方支持），这将强制推动用户使用多租户特性。
在 Oracle 19c 的授权文件中，有这样的描述：你可以使用 3 个PDB的多租户环境而不需要License，超过 3个 PDB则需要额外的授权。“For all offerings, if you are not licensed for Oracle Multitenant, then you may have up to 3 PDBs in a given container database at any time.”
9. 零影响的计划停机维护 - Zero Downtime for Planned Outages
在 Oracle 不同版本的不断演进中，一直在加强数据库的可用性能力。在 21c 中，对于计划停机维护或者滚动升级等，Oracle 通过 Smart DRM 等特性以实现对应用的零影响。对于维护操作，数据库可以在实例关闭前进行动态的资源重分配，这一特性被称为 Smart DRM，通过GRD的动态资源重组织，重新选出的Master节点不需要进行任何的恢复和维护，对于应用做到了完全无感知、无影响。
10. In-Memory 的 Spatial 和 Text 支持
针对 Oracle 数据库内置的多模特性，地理信息 -Spatial 和 全文检索 - Text 组件，在 21c 中，通过 In-Memory 的内存特性，获得了进一步的支持。对于空间数据，Oracle 在内存中为空间列增加空间摘要信息（仅限于内存中，无需外部存储），通过 SIMD 矢量快速过滤、替换 R-Tree 索引等手段，以加速空间数据查询检索，可以将查询速度提升10倍。针对全文检索（Text），在内存中将倒排索引添加到每个文本列，同时通过将单词映射到包含单词的文档，以内存替换原来的磁盘索引，从而加速全文检索的性能。通过结合关系数据和文本的混合查询，全文检索可以获得 3倍以上的性能提升。
总结
Oracle 数据库仍然在持续创新，沿着 多模、软硬结合、智能化 等方向深入演化，在 2021年发布的年度创新版本 Oracle Database 21c 相信还会引发大家的广泛关注。墨天轮原文链接：https://www.modb.pro/db/41888（复制到浏览器中打开或者点击“阅读原文”立即查看）
