分庫分表是高並發高可用系統的一個重要的點，互聯網公司面試常常會問道。
為什么要分庫分表（設計高並發系統的時候，數據庫層面應該如何設計）？
首先要清楚，分庫和分表是兩回事，是兩個獨立的概念。分庫和分表都是為了防止數據庫服務因為同一時間的訪問量（增刪查改）過大導致宕機而設計的一種應對策略。
為什么要分庫
按一般的經驗來說，一個單庫最多支持並發量到2000，且最好保持在1000。如果有20000並發量的需求，這時就需要擴容了，可以將一個庫的數據拆分到多個庫中，訪問的時候根據一定條件訪問單庫，緩解單庫的性能壓力。
為什么要分表
分表也是一樣的，如果單表的數據量太大，就會影響SQL語句的執行性能。分表就是按照一定的策略將單表的數據拆分到多個表中，查詢的時候也按照一定的策略去查詢對應的表，這樣就將一次查詢的數據范圍縮小了。比如按照用戶id來分表，將一個用戶的數據就放在一個表中，crud先通過用戶id找到那個表在進行操作就可以了。這樣就把每個表的數據量控制在一定范圍內，提升SQL語句的執行性能。
用過哪些分庫分表的中間件？不同的分庫分表中間件都有什么優點和缺點？
分庫分表常見的中間件有：cobar、TDDL、atlas、sharding-jdbc和mycat等。
cobar
cobar是阿里的b2b團隊開發和開源的，屬於proxy層方案，介於應用服務器和數據庫服務器之間。應用程序通過JDBC驅動訪問cobar集群，cobar根據SQL和分庫規則對SQL做分解，然后分發到MySQL集群不同的數據庫實例上執行。cobar並不支持讀寫分離、存儲過程、跨庫join和分頁等操作。早些年還可以用，但是最近幾年都沒更新了，基本沒啥人用，算是淘汰了。
TDDL
TDDL是淘寶團隊開發的，屬於client層方案。支持基本的crud語法和讀寫分離，但是並不支持join、多表查詢等語法。目前使用的也不多，因為使用還需要依賴淘寶的diamond配置管理系統。
atlas
atlas是360開源的，屬於proxy層方案。以前是有一些公司再用的，但是社區最新的維護都在5年前了，現在用的公司也基本沒有了。
sharding-jdbc
sharding-jdbc是當當開源的，屬於client層方案。這個中間件對SQL語法的支持比較多，沒有太多限制。2.0版本也開始支持分庫分表、讀寫分離、分布式id生成、柔性事務（最大努力送達型事務、TCC事務）。目前社區也還一直在開發和維護，算是比較活躍，是一個現在也可以選擇的方案。
mycat
mycat是基於cobar改造的，屬於proxy層方案。其支持的功能十分完善，是目前非常火的一個數據庫中間件。社區很活躍，不斷在更新。相比於sharding-jdbc來說，年輕一些，經歷的錘煉也少一些。
總結
綜上所述，現在建議考量使用的就是sharding-jdbc和mycat。
sharding-jdbc這種client層的優點在於不用部署，因此運維成本也就比較低。同時因為不需要代理層的二次轉發請求，性能很高。但是如果遇到升級的話，需要各個系統都重新升級版本再發布，因為各個系統都需要耦合sharding-jdbc的依賴。
mycat這種proxy方案的缺點在於需要部署，因此運維成本也就比較高。但是優點在於其對於各個項目是透明（解耦）的，如果要升級的話只需要在中間件處理就行了。
通常來說，這兩個方案都是可以選用的。但是建議中小型公司選用sharding-jdbc比較好，因為client層方案輕便，維護成本低；建議中大型公司選用mycat比較好，因為proxy層方案可以應對多個系統和項目大量使用，雖然維護成本相對來說會較高，但是中大型公司還缺這點人力嗎。
具體如何對數據庫進行垂直拆分或水平拆分？
水平拆分的概念
水平拆分的意思，就是把一個表的數據拆分到多個庫的多個表里面去。這里面的每個庫的表結構都是一樣的，只不過是表中存放的數據不一樣，每個庫表的數據匯總起來就是全部數據。水平拆分的意義在於將數據均勻地存放在各個庫表里，依靠多個庫來杠更高的並發，而且還能借助多個庫的存儲容量來進行擴容。
垂直拆分的概念
垂直拆分的意思，就是把一個有很多字段的表給拆分成多個表或者多個庫上面去，每個庫表的結構都不一樣，每個庫表都包含部分字段。一般來說，會將較少的訪問頻率很高的字段放到一個表里面去，然后將較多的訪問頻率很低的字段放到另外一個表里面去。因為數據庫是有緩存的，你訪問頻率高的行字段越少，就可以在緩存里面緩存更多的行，性能也就越好。這個一般在表層面做的較多一些。
水平拆分和垂直拆分的場景
所謂表層面的拆分，就是分表。具體就是將一個表拆分為N個表，讓每個表的數據量控制在一定的范圍內，保證SQL的性能。否則，單表的數據量越大，SQL的性能也就越差，一般是200萬行左右，不要太多。如果你的SQL越復雜，就盡量讓單表的行數越少。
無論是分庫還是分表，主流的數據庫中間件都是可以支持的。這些中間件可以在你分庫分表之后，根據指定的某個字段值自動路由到對應的庫和對應的表上面。這時就只要考慮項目如何分庫分表就行了。一般來說，垂直拆分，可以在表層面做，即對一些字段特別多的表做一下拆分；水平拆分的話，可能是因為並發承載不了或容量承載不了，也就可以按某個字段去分布到不同的庫表里面去。
分庫分表的兩個方案
這里說一下兩種分庫分表的方案和它們的優缺點。
1.按照range來分。比如說按照時間范圍來分庫分表，每個庫表中存放的都是連續時間范圍的數據。但是這種方式一般很少用，因為很容易會產生熱點問題，大量的流量都打在最新的數據上了。這種方案的優點在於擴容的時候非常簡單，比如只要預備好每個月都准備一個庫就可以了，到了下一個新的月份自動將數據寫入新的庫。缺點則是，如果大部分請求都是訪問最新的數據，那么在這里，分庫分表的設計目的就只是簡單的擴容，而不是為了應對高並發了。
2.按照hash分發。按照某個字段的hash值均勻分散，這個較為常用。優點在於可以平均分配每個庫表的數據量和請求壓力；缺點在於擴容比較麻煩，因為會存在一個數據遷移的過程，即之前的數據需要重新計算hash值並重新分配到不同的庫表中。
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