8种常用的架构模式之分‍‍‍库分表模式-Java-E先生的博客
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8种常用的架构模式之分‍‍‍库分表模式

[导读]:分‍‍‍库分表模式...

  这种模式主要解决单表写入、读取、存储压力过大,从而导致业务缓慢甚至超时,交易失败,容量不够的问题。一般有水平切分和垂直切分两种,这里主要介绍水平切分。这个模式也是技术架构迭代演进过程中的必经之路。

  这种模式的一般设计见下图:

  image.png

  如上图所示红色部分,把一张表分到了几个不同的库中,从而分担压力。是不是很笼统?哈哈,那我们接下来就详细的讲解一下。首先澄清几个概念,如下:

  主机:硬件,指一台物理机,或者虚拟机,有自己的CPU,内存,硬盘等。

  实例:数据库实例,如一个MySQL服务进程。一个主机可以有多个实例,不同的实例有不同的进程,监听不同的端口。

  库:指表的集合,如学校库,可能包含教师表、学生表、食堂表等等,这些表在一个库中。一个实例中可以有多个库。库与库之间用库名来区分。

  表:库中的表,不必多说,不懂的就不用往下看了,不解释。

  那么怎么把单表分散呢?到底怎么个分发呢?分发到哪里呢?以下是几个工作中的实践,分享一下:

  主机:这是最主要的也是最重要的点,本质上分库分表是因为计算与存储资源不够导致的,而这种资源主要是由物理机,主机提供的,所以在这里分是最基本的,毕竟没有可用的计算资源,怎么分效果都不是太好的。

  实例:实例控制着连接数,同时受OS限制,CPU、内存、硬盘、网络IO也会受间接影响。会出现热实例的现象,即:有些实例特别忙,有些实例非常的空闲。一个典型的现象是:由于单表反应慢,导致连接池被打满,所有其他的业务都受影响了。这时候,把表分到不同的实例是有一些效果的。

  库:一般是由于单库中最大单表数量的限制,才采取分库。

  表:单表压力过大,索引量大,容量大,单表的锁。据以上,把单表水平切分成不同的表。

  大型应用中,都是一台主机上只有一个实例,一个实例中只有一个库,库==实例==主机,所以才有了分库分表这个简称。

  既然知道了基本理论,那么具体是怎么做的呢?逻辑是怎么跑的呢?接下来以一个例子来讲解一下。这个需求很简单,用户表(user),单表数据量1亿,查询、插入、存储都出现了问题,怎么办呢?

  首先,分析问题,这个明显是由于数据量太大了而导致的问题。其次,设计方案,可以分为10个库,这样每个库的数据量就降到了1KW,单表1KW数据量还是有些大,而且不利于以后量的增长,所以每个库再分100个表,这个每个单表数据量就为10W了,对于查询、索引更新、单表文件大小、打开速度,都有一些益处。

  接下来,给IT部门打电话,要10台物理机,扩展数据库......最后,逻辑实现,这里应该是最有学问的地方。首先是写入数据,需要知道写到哪个分库分表中,读也是一样的,所以,需要有个请求路由层,负责把请求分发、转换到不同的库表中,一般有路由规则的概念。

  怎么样,简单吧?哈哈,too那义务。说说这个模式的问题,主要是带来了事务上的问题,因为分库分表,事务完成不了,而分布式事务又太笨重,所以这里需要有一定的策略,保证在这种情况下事务能够完成。

  采取的策略如:最终一致性、复制、特殊设计等。再有就是业务代码的改造,一些关联查询要改造,一些单表orderBy的问题需要特殊处理,也包括groupBy语句,如何解决这些副作用不是一句两句能说清楚的,以后有时间,我单独讲讲这些。

  该总结一下这种模式的优缺点的了,如下:

  优点:减少数据库单表的压力。

  缺点:事务保证困难、业务逻辑需要做大量改造。


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