公司最近在搞服务分离,数据切分方面的东西,因为单张包裹表的数据量实在是太大,并且还在以每天60W的量增长。 之前了解过数据库的分库分表,读过几篇博文,但就只知道个模糊概念, 而且现在回想起来什么都是模模糊糊的。
今天看了一下午的数据库分库分表,看了很多文章,现在做个总结,“摘抄”下来。(但更期待后期的实操) 会从以下几个方面说起:
第一部分:实际网站发展过程中面临的问题。
第二部分:有哪几种切分方式,垂直和水平的区别和适用面。
第三部分:目前市面有的一些开源产品,技术,它们的优缺点是什么。
第四部分:可能是最重要的,为什么不建议水平分库分表!?这能让你能在规划前期谨慎的对待,规避掉切分造成的问题。
名词解释
库:database;表:table;分库分表:sharding
数据库架构演变
刚开始我们只用单机数据库就够了,随后面对越来越多的请求,我们将数据库的写操作和读操作进行分离, 使用多个从库副本(Slaver Replication)负责读,使用主库(Master)负责写, 从库从主库同步更新数据,保持数据一致。架构上就是数据库主从同步。 从库可以水平扩展,所以更多的读请求不成问题。
但是当用户量级上来后,写请求越来越多,该怎么办?加一个Master是不能解决问题的, 因为数据要保存一致性,写操作需要2个master之间同步,相当于是重复了,而且更加复杂。
这时就需要用到分库分表(sharding),对写操作进行切分。
分库分表前的问题
任何问题都是太大或者太小的问题,我们这里面对的数据量太大的问题。
用户请求量太大
因为单服务器TPS,内存,IO都是有限的。 解决方法:分散请求到多个服务器上; 其实用户请求和执行一个sql查询是本质是一样的,都是请求一个资源,只是用户请求还会经过网关,路由,http服务器等。
单库太大
单个数据库处理能力有限;单库所在服务器上磁盘空间不足;单库上操作的IO瓶颈 解决方法:切分成更多更小的库
单表太大
CRUD都成问题;索引膨胀,查询超时 解决方法:切分成多个数据集更小的表。
分库分表的方式方法
一般就是垂直切分和水平切分,这是一种结果集描述的切分方式,是物理空间上的切分。 我们从面临的问题,开始解决,阐述: 首先是用户请求量太大,我们就堆机器搞定(这不是本文重点)。
然后是单个库太大,这时我们要看是因为表多而导致数据多,还是因为单张表里面的数据多。 如果是因为表多而数据多,使用垂直切分,根据业务切分成不同的库。
如果是因为单张表的数据量太大,这时要用水平切分,即把表的数据按某种规则切分成多张表,甚至多个库上的多张表。 分库分表的顺序应该是先垂直分,后水平分。 因为垂直分更简单,更符合我们处理现实世界问题的方式。
垂直拆分
数据库业务层面的拆分,和服务的“治理”,“降级”机制类似,也能对不同业务的数据分别的进行管理,维护,监控,扩展等。 数据库往往最容易成为应用系统的瓶颈,而数据库本身属于“有状态”的,相对于Web和应用服务器来讲,是比较难实现“横向扩展”的。 数据库的连接资源比较宝贵且单机处理能力也有限,在高并发场景下,垂直分库一定程度上能够突破IO、连接数及单机硬件资源的瓶颈。
水平拆分
分库分表后面临的问题
事务支持
分库分表后,就成了分布式事务了。如果依赖数据库本身的分布式事务管理功能去执行事务,将付出高昂的性能代价; 如果由应用程序去协助控制,形成程序逻辑上的事务,又会造成编程方面的负担。
多库结果集合并(group by,order by)
TODO
跨库join
TODO 分库分表后表之间的关联操作将受到限制,我们无法join位于不同分库的表,也无法join分表粒度不同的表, 结果原本一次查询能够完成的业务,可能需要多次查询才能完成。 粗略的解决方法: 全局表:基础数据,所有库都拷贝一份。 字段冗余:这样有些字段就不用join去查询了。 系统层组装:分别查询出所有,然后组装起来,较复杂。
分库分表方案产品
目前市面上的分库分表中间件相对较多,其中基于代理方式的有MySQL Proxy和Amoeba, 基于Hibernate框架的是Hibernate Shards,基于jdbc的有当当sharding-jdbc, 基于mybatis的类似maven插件式的有蘑菇街的蘑菇街TSharding, 通过重写spring的ibatis template类的Cobar Client。
还有一些大公司的开源产品: