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数据库摘要第二卷

当 AI 的发展速度超过堆栈的承载能力

旧版架构会造成架构阻力,从而迫使智能企业 AI 项目陷入无尽的试点循环。

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碎片化堆栈的断点

项目失败的原因不是模型。而在于以下任意因素:安全补丁、未构建的审核追踪以及迟来的数据。

为什么碎片化的堆栈会导致代理失效

聊天机器人仅会读取,但自主代理必须决策、执行事务并持续写入状态变更。将独立的向量引擎和操作数据库通过自定义 ETL 管道进行拼接,会在代理执行中产生四个同时存在的物理摩擦点。

  • 向量引擎为只读;代理则必须更改状态。
  • 缺少原子边界会导致事务中断。
  • 同步延迟会迫使代理基于过时的事实做出决策。
为什么碎片化的堆栈会导致代理失效
Thorsten Walther,MongoDB 亚洲区 CXO 咨询董事总经理
“企业想实现快速发展,但底层系统却对此说不。应该两周就能完成的事情现在却需要六个月时间。”
Thorsten Walther
MongoDB 亚洲区 CXO 咨询董事总经理

架构阻力的隐秘结构

两家企业在同一天推出了完全相同的 AI 项目,所使用的工程人才、语言模型和预算也完全一致。到本季度末,首家企业将推出一款生产就绪型代理,而该代理可借助结构化会话记忆,实时、安全地基于运营真相来运行。十八个月后,第二家企业仍深陷试点循环之中,且饱受幻觉、云费用激增、数据漂移以及企业无法进行审核的管道之苦。

相同的人才。相同的模型。相同的预算。唯一的变量则是它们采用的架构。现在,这一差距有了名字。可将其称为“架构阻力”,即碎片化堆栈给试图在其上部署 AI 的每个团队所带来的累积负担。

受 MongoDB 委托,IDC 针对 8 个亚太市场的 1,400 个组织开展了一项新调查,而结果表明,43% 的团队认为现有架构是其主要障碍。此外,IDC 预测,无法解决技术债务的团队到 2027 年将面临高出 50% 的 AI 项目失败率。

“在生产环境中运行代理,最难的部分不是模型。”而是其下方的数据层。”
— CJ Desai,MongoDB 总裁兼首席执行官

根据 Deloitte 的调查,89% 的企业仍滞留在试点循环中。仅有 11% 的企业会在生产环境中运行代理型系统。此瓶颈很少是 AI 模型自身导致的。而实际原因在于后端附加的安全性、未提前规划的审核追踪,以及慢半拍才到达的实时数据。

一个图表,其中显示了碎片化的附加堆栈如何无法扩展,且会随着代理的使用不可避免地崩溃

状态变更失败

向量存储无法写入,但代理必须动态更改状态。

中断的事务

运营存储和向量存储无法共享同一事务,从而导致客户订单仅半数完工。

过时的决策

同步延迟会迫使您的代理根据昨天的事实做出决策。

碎片化的 Atlas 审核跟踪

当监管员询问代理所做的操作时,此审核跟踪仅涵盖部分步骤,因为没有单个系统能看到整个流程。


超越集成无序扩张

将独立存储拼接起来并将文档工作负载改装到关系表中,会带来高昂的结构成本。
重点介绍“分割式架构”的图表,其中展示了作为操作数据库的 MongoDB 以及作为矢量数据库的 Elasticsearch,以及与两者相关的各种复杂性

每次对代理型 AI 项目进行架构审查时,都会遇到同样的问题:我们现有的堆栈能否支持即将构建的内容?通过对矢量数据库进行基准测试来回答此问题会很有诱惑力。其中更深层的问题在于:您的架构能否在同一查询中以同样的保证回答有关数据和含义的问题。

而这正是代理实际需具备的功能。这是大多数团队在系统其他部分成型后最后确定的堆栈部分。而操作数据库被视为既定事实。根据《哈佛商业评论》分析服务的数据,仅有 15% 的组织认为其数据基础已为代理型 AI 做好准备。由此会产生一个在白板上看似合理、但在生产环境中开始瓦解的分割式架构。

这两种模式均值得认真比较:

  • 统一架构:单个平台会同时处理操作数据和向量搜索。
  • 分割式架构:一个专用的向量存储系统(Pinecone、Weaviate 或 Elasticsearch 等搜索引擎)会与运营数据库并行运行,并通过 ETL 管道保持两者之间的同步。

集成开销高

分割式架构依赖于一个位于操作型数据库旁的专用向量存储,而两者会通过 ETL 管道进行整合。虽然 MongoDB 和 Elasticsearch 一类的组合在演示中可行,但同步复杂性和数据漂移会在生产扩展中导致大规模故障。

  • 分割式设置会处理两种查询语言和重复数据。
  • 删除的文档会遗留难以消除的影子向量。
  • 独立的备份、故障转移与待命团队会推高总拥有成本 (TCO)。
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集成开销高
一个图表,其中分解了 CRUD 操作以及它们如何在 MongoDB 上正确执行,但可能会因额外附加组件而失败
一张图表,其中突出显示了一个统一平台如何减少粘合代码和潜在故障点。

MongoDB 与 SQL:超越误区

当工作负载采用 JSON 形式且会每周迭代时,关系假设便会失效。让我们抛开那些疯传的传言,并关注真正的技术优势。

专为实时扩展而构建

有几个主题与正在权衡 2026 年数据库堆栈选择的技术领导者产生了共鸣。选择一个与应用程序的数据格式原生匹配的数据层,可全面消除开销、工程阻力和转换错误。

  • 每次运行时,SQL 查询都会强制进行八次复杂的格式变更。
  • MongoDB 通过使用原生 JSON 格式来规避开销。
  • 关系型引擎则用分割层掩盖差距。
专为实时扩展而构建

剖析 Postgres 迁移的病毒式传播循环

每隔几个月,一篇熟悉的博客文章就会在开发者生态系统中走红:《Why we moved back to Postgres》(为什么我们回归到 Postgres)。几乎瞬间,评论区就充斥着完全相同的可预见话题:MongoDB 无法扩展,没有联接,事务功能也很薄弱。Tim Carter Clausen 以 The Decipherist 为笔名进行撰写,并在生产环境中运行了十年 MongoDB,从而直接针对每一项批评进行驳斥,同时提供真实的生产数据作为依据。

选择其数据模型与整个堆栈匹配的数据库,可确保您的开发效率不受架构阻力的影响。

深入剖析:SQL 转换开销的成本

典型的 SQL 请求在单次往返中进行八次格式更改:

  1. 客户端发送 JSON。
  2. 此 API 会将它解析为一个 JavaScript 对象。
  3. ORM 工具会将该对象分解为分散在规范化表中的多个行。
  4. 数据库正常运行。
  5. 这些行被重新组合。
  6. 它们被映射回一个对象。
  7. 此对象被序列化回 JSON。
  8. 响应已发送。

MongoDB 等效于四次转换,而 Clausen 认为称其为四次转换有些夸大其词,因为此数据的形态其实从未改变。SQL 路径中的每次格式变更都会消耗 CPU 和内存、引入延迟,并为缺陷的隐藏提供空间。

架构更新的实情

重命名字段、添加嵌套对象或重组文档均可在 MongoDB 中实时进行,而不出现停机时间。对大型关系表执行相同的操作可能会将写入锁定几分钟甚至几小时。对于每周交付产品的团队来说,此差异并非理论存在。它是今天下午添加字段与安排下一季度维护窗口之间的差异。


Postgres还是MongoDB?

配备 JSONB 和 pgvector 的 Postgres 能否带领您的企业进入 AI 时代?让我们排开派别之争,来看看核心技术优势。

关键技术观察

MongoDB 数据专家 Franck Pachot 指出,一些底层实际情况使得此数据库比较从派别偏好转变为核心物理架构。

  • MongoDB 将 10 MB 的文档作为一个整体写入,以作为一个叶块。
  • Postgres 使用 TOAST 将文档分割成 8 KB 的数据块。
  • Postgres JSON 强制进行内部嵌套循环联接。
关键技术观察
一张幻灯片,其中对比展示了 MongoDB 如何以物理方式集聚数据,以及将其分割为多个表和索引的 PostgreSQL

索引层的潜在开销

索引层上也出现了同样的架构差异。以一个对任何运行运营系统的人员来说都很熟悉的查询为例:返回某个国家/地区内某款产品的最近 10 笔订单。

  • 在文档模型中:单个复合索引会直接提供此服务,包括嵌套在数组内的字段。
  • 在关系系统 (JSONB) 中:此等效项通常需为数组内容创建一个 GIN 索引、为标量字段创建一个单独的 B-tree 索引,以及查询计划程序无法避免的一个深度排序。该计划读取的行数超过所需量,且随着数据量的增长,扩展效果并不理想。它们在应用程序层均不可见,但却会反映在您的云账单上。

数据局部性的结构化功能

隐藏在这两点背后的结构性见解是数据局部性。在文档模型中,逻辑模型和物理模型是相同的。应用程序写入的形态与数据库存储的实际形态相同,而数据库存储的形态是检索层返回给 AI 代理的实际形态。此等效性完全消除了碎片化架构所需的同步管道、双写入逻辑和复杂的协调作业。否则,碎片化架构需要使用这些对象才能获得近似相同的结果。

建筑师的决策框架

Pachot 的决策框架着眼于以下技术现实:

  • 选择关系型数据库 (Postgres):适用于为众多不同应用程序提供服务的集中式数据库,而最终的使用案例尚未完全明确。
  • 选择文档型数据库 (MongoDB):适用于基于域模型而构建的单一应用程序,且数据持久化方式与应用程序的推理过程完全一致。

接下来值得一问的问题在于:哪一项描述了您在 2026 年正在构建的工作:具有限界上下文的微服务、每周迭代的架构,还是以应用程序自然思考的方式进行持久化的域对象?

“如果使用正确,数据库则能做到又快又好;而其中最重要的是选择您了解的数据库,或是您想学习的数据库。”
— Franck Pachot,AWS 数据精英兼 Oracle 认证大师

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扩展合规性

针对《药品供应链安全法》的要求,McKesson 必须每年实时追踪 12 亿个序列号。该公司用 MongoDB(其文档模型反映了层级化的供应链数据)取代了僵化的 SAP 与 Postgres 表,并将运营规模扩大了 300 倍,同时避免了扁平表联接的延迟问题。

  • 中央数据存储库每天追踪 35 万名客户。
  • 分布式串行存储库负责处理网络验证。
  • 在联邦范围内全面上线,而整个网络不会出现停机时间。
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“我们通过 MongoDB 实现了惊人的扩展。它是一个我们都应为之自豪的时刻。”
Upendra Kulkarni
McKesson 首席产品经理

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统一智能层:驱动代理时代

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