《植物大战僵尸3》核心玩家数据系统采用了PolarDB Limitless，依托其自动分片、对称多主架构和在线DDL能力，高效应对大Blob数据写入、强一致性保障以及流量潮汐等挑战，稳定支撑业务峰值，告别分库分表复杂性，实现“写得稳、扩得快、管得省”。感谢阿里云PolarDB团队的支持，为游戏发行夯实了技术底座，充分展现了云原生数据库在超大规模游戏场景中的可靠实力。
——迷你玩技术负责人 刘琪
01、关于迷你玩
深圳市迷你玩科技有限公司成立于2015年，其自主研发的《迷你世界》全球注册用户超4亿，月活跃用户突破1亿，获得Google Play"最具创新力游戏"等行业奖项。2021年品牌升级为"迷你创想"，形成沙盒游戏、编程教育、IP文创三大业务布局。《植物大战僵尸3》由EA正版授权，2025年9月全平台上线，引入"元素进化"系统创新玩法，上线前的预约规模已突破 2000 万人次，引发行业关注。
02、业务和技术挑战
《植物大战僵尸3》在经典塔防基础上引入风火电“元素进化”系统，强化战术与体验。玩家每次操作均实时生成关键数据，其稳定高效写入直接关系数百万用户的体验与进度安全。数据系统作为游戏发行基石，需在30万同时在线、写密集（Write-heavy）的极端负载下，持续保障高可用与强一致，承载玩家策略、角色与成长全链路数据。
业务模型具有鲜明特征：单玩家事务高频写入、无跨玩家分布式事务、读操作极少，且每次更新均需将完整的序列化状态（Blob）持久化至数据库。单行数据体积大（64KB–1MB），对存储引擎的写吞吐能力、I/O效率及资源管理提出了严峻挑战。数据库部署面临四大难题：
- 传统单库难以支撑30万+TPS写入，亟需自动水平扩展；
- 大字段易引发Redo Log膨胀、Buffer Pool污染和主从延迟，影响稳定性；
- 缓存与数据库一致性难保障，写入异常易致玩家进度丢失；
- 虽以roleId分区可隔离事务，但缺乏弹性扩缩容能力仍可能因热点或容量不足引发局部雪崩。
项目团队基于阿里云瑶池旗下的云原生数据库PolarDB MySQL版多主集群功能（以下简称PolarDB Limitless），以roleId分区实现自动分片，在确保单玩家事务完整性的同时实现近线性写入扩展。结合异步回写与缓存策略，打造“写得进、存得住、读得准”高可用数据底座，保障玩家畅玩《植物大战僵尸3》。
03、PolarDB Limitless支持业务高并发读写和扩展
1、PolarDB Limitless架构
PolarDB Limitless由多个RW节点以及行/列GRO节点构成，每个RW节点集成分布式SQL引擎、分布式DDL、分布式事务引擎PolarTrans、pRDMA网络框架、全异步执行框架等。Limitless集群节点之间通过pRDMA进行高速互联通信，分布式SQL引擎则负责SQL智能路由、并行处理、结果合并等，分布式事务引擎PolarTrans保证全局ACID特性，异步执行框架提供全异步执行能力，提升高并发性能；GRO节点优化OLAP分析查询。基于PolarStore共享存储和OSS对象存储，所有节点可访问全量数据，支持计算节点无限水平扩展。
▶︎ 1.1 透明分区实现单表性能突破
PolarDB Limitless将单表分区分散至多个RW节点，通过分区裁剪智能路由SQL，实现读写并行与单表横向扩展，显著提升并发与容量；支持分布式查询、DML和DDL，依托RDMA加速的分布式事务保障一致性，并配备全局RO节点高效处理跨分区聚合与复杂报表。
▶︎ 1.2 对称节点架构的独特优势
PolarDB Limitless采用对称架构，所有RW节点兼具协调与执行能力，无需区分CN/DN，避免了资源浪费和负载不均，提升资源利用率；本地访问无跨网通信，跨节点查询点对点直连，降低性能开销；同时基于原生MySQL解析器、优化器和执行引擎，实现100%语法兼容，支持应用无缝迁移。
2、秒级水平扩展
对于游戏场景，开服高峰期可能面临数十倍的流量洪峰，而在平稳期流量会大幅回落。传统数据库架构需要按照峰值容量预留资源，导致严重的资源浪费。PolarDB Limitless通过秒级在线扩缩容能力，完美解决了这一痛点。
▶︎ 2.1 在线扩缩容的核心机制
在《植物大战僵尸3》开服高峰期，PolarDB Limitless可在秒级动态扩容，并将部分分区的读写流量自动迁移到新节点，整个过程对业务完全透明，无需停服维护。核心技术包括：
1）基于共享存储PolarStore，迁移无需拷贝数据，仅切换分区所有权；
2）智能调度算法全局优化拓扑，减少30%–50%迁移量；
3）结合两阶段原子协议与分区锁机制，确保迁移一致且对业务透明，实现不停服的秒级弹性扩缩容。
▶︎ 2.2 并发SQL的智能协同机制
分区迁移时，面对数万并发SQL，PolarDB Limitless通过“规划预检+执行确认”双重验证，在SQL关键路径校验分区归属。若遇迁移，SQL毫秒级智能等待并自动重试，依托共享存储秒级迁移能力，确保执行成功。全程对应用透明，无需开发者干预。该机制在《植物大战僵尸3》开服高峰支撑百万并发，实现扩缩容零影响。
▶︎ 2.3 实测性能表现
在TPC-C测试中，从1个RW节点逐步扩容到2340个RW节点的过程中，集群整体性能呈现近线性增长：
测试过程创建约4个DB最开始都在RW1上，压测过程中，逐渐增加RW节点个数，并将DB-02、DB-04依次绑定到新增的RW节点。图中展示了扩容过程中集群整体的性能变化，验证了集群可以实现秒级的水平扩容。
3、分布式执行引擎：RDMA加速与异步化架构
在多主分布式架构下，如何高效执行跨节点的查询和事务，是实现百万级QPS的关键。PolarDB Limitless在分布式执行引擎层面进行了三大核心创新，大幅降低了分布式事务和查询的执行开销。
▶︎ 3.1 RDMA加速的云原生分布式事务
传统2PC因Prepare阶段需多轮通信导致高延迟。PolarDB Limitless结合RDMA优化：
1）协调节点通过RDMA Read直读各节点LSN落盘状态，省去Prepare消息，变双向为单边，延迟降至微秒级；
2）Commit阶段用RDMA Write将时间戳写入各节点CTS Log，无需等待响应即可返回，实现异步提交，延迟降低50%以上，显著提升吞吐。
▶︎ 3.2 基于CTS的分布式快照一致性
PolarDB Limitless通过CTS分布式快照机制保障跨节点查询一致性：各RW节点维护事务提交时间戳日志，查询基于全局快照时间戳判断可见性，确保读取全局一致数据，避免脏读和不可重复读；借助RDMA共享日志，无需中心节点通信，实现低延迟强一致查询。
▶︎ 3.3 基于协程的异步化执行框架
游戏负载以单节点高频点查为主，传统同步框架延迟高。PolarDB Limitless采用协程异步执行框架：事务内SQL复用长连接，避免重复建联；SQL以协程并发发送，无需阻塞等待网络IO；会话与事务上下文首次传递后缓存于目标节点，后续无需重传。该框架将单节点SQL延迟降至毫秒内，QPS较传统方案提升超50%，CPU开销降低30%。
4、在线DDL：业务零中断的表结构变更
游戏运营常需加字段、建索引等DDL操作，传统分布式数据库面临三大难题：全分表执行耗时长、易出现部分成功导致不一致、通常需停服。PolarDB Limitless通过多阶段DDL机制，实现在线DDL的原子性与一致性。
▶︎ 4.1 多阶段提交保障分布式DDL的原子性
分布式多主架构中，DDL部分成功会严重影响业务。PolarDB Limitless通过多阶段提交协议保障DDL分布式原子性：全局协调确保单表同一时间仅一个DDL执行，不同表DDL可并发且不阻塞DML；各分区在准备阶段并行执行并持久化状态，仅当全部成功才提交，任一失败即全局回滚，杜绝中间状态。
▶︎ 4.2 容错机制：节点宕机也能保证一致性
分布式环境中节点宕机频发，PolarDB Limitless通过容错机制保障DDL元数据强一致：持久化各阶段状态，支持宕机后恢复；自动检测未完成DDL并回滚或续做；运维可查可控。该机制确保《植物大战僵尸3》版本更新遇故障也能自动恢复、无需停服，保障稳定运营。
04、总结
2025年9月，《植物大战僵尸3》于中国大陆正式发行，核心数据系统全面上线PolarDB Limitless，依托其透明分区、秒级水平扩展、分布式执行引擎、在线DDL等能力，成功支撑高达30万同时在线、30万+TPS写密集型业务场景。通过本次数据库架构升级，《植物大战僵尸3》在技术层面实现了以下突破：
- 架构简化：单表自动分片替代中间件，消除路由复杂度及缓存一致性风险，实现无感迁移与业务零中断；
- 弹性扩容：秒级扩容+自动缩容，写吞吐近线性扩展，成本降低50%，实现"按需伸缩"；
- 高性能保障：分布式事务优化+异步协程+RDMA加速，TPS提升数倍，操作延迟<1ms；
- 强一致性：多阶段提交+多种容错机制，保障数据强一致，实现版本迭代零中断，杜绝进度丢失。
此次升级验证了PolarDB Limitless在超大规模写密集游戏中的领先优势，也标志着《植物大战僵尸3》迈入云原生时代——百万玩家畅享策略乐趣，背后由稳定、弹性、智能的数据库保驾护航。
