當我們使用讀寫分離、緩存后,數據庫的壓力還是很大的時候,這就需要使用到數據庫拆分了。
數據庫拆分簡單來說,就是指通過某種特定的條件,按照某個維度,將我們存放在同一個數據庫中的數據分散存放
到多個數據庫(主機)上面以達到分散單庫(主機)負載的效果。
切分模式: 垂直(縱向)拆分、水平拆分。
垂直拆分
一個數據庫由很多表的構成,每個表對應着不同的業務,垂直切分是指按照業務將表進行分類,分布到不同的數據
庫上面,這樣也就將數據或者說壓力分擔到不同的庫上面,如下圖:
優點:
1. 拆分后業務清晰,拆分規則明確。
2. 系統之間整合或擴展容易。
3. 數據維護簡單。
缺點:
1. 部分業務表無法join,只能通過接口方式解決,提高了系統復雜度。
2. 受每種業務不同的限制存在單庫性能瓶頸,不易數據擴展跟性能提高。
3. 事務處理復雜。
水平拆分
垂直拆分后遇到單機瓶頸,可以使用水平拆分。相對於垂直拆分的區別是:垂直拆分是把不同的表拆到不同的數據
庫中,而水平拆分是把同一個表拆到不同的數據庫中。
相對於垂直拆分,水平拆分不是將表的數據做分類,而是按照某個字段的某種規則來分散到多個庫之中,每個表中
包含一部分數據。簡單來說,我們可以將數據的水平切分理解為是按照數據行的切分,就是將表中 的某些行切分到
一個數據庫,而另外的某些行又切分到其他的數據庫中,主要有分表,分庫兩種模式,如圖:
優點:
1. 不存在單庫大數據,高並發的性能瓶頸。
2. 對應用透明,應用端改造較少。
3. 按照合理拆分規則拆分,join操作基本避免跨庫。
4. 提高了系統的穩定性跟負載能力。
缺點:
1. 拆分規則難以抽象。
2. 分片事務一致性難以解決。
3. 數據多次擴展難度跟維護量極大。
4. 跨庫join性能較差。
拆分的處理難點
兩張方式共同缺點
1. 引入分布式事務的問題。
2. 跨節點Join 的問題。
3. 跨節點合並排序分頁問題。
針對數據源管理,目前主要有兩種思路:
A. 客戶端模式,在每個應用程序模塊中配置管理自己需要的一個(或者多個)數據源,直接訪問各個 數據庫,在
模塊內完成數據的整合。
優點:相對簡單,無性能損耗。
缺點:不夠通用,數據庫連接的處理復雜,對業務不夠透明,處理復雜。
B. 通過中間代理層來統一管理所有的數據源,后端數據庫集群對前端應用程序透明;
優點:通用,對應用透明,改造少。
缺點:實現難度大,有二次轉發性能損失。
拆分原則
1. 盡量不拆分,架構是進化而來,不是一蹴而就。(SOA)
2. 最大可能的找到最合適的切分維度。
3. 由於數據庫中間件對數據Join 實現的優劣難以把握,而且實現高性能難度極大,業務讀取 盡量少使用多表Join -
盡量通過數據冗余,分組避免數據垮庫多表join。
4. 盡量避免分布式事務。
5. 單表拆分到數據1000萬以內。
切分方
范圍、枚舉、時間、取模、哈希、指定等
案例分析
場景一
建立一個歷史his系統,將公司的一些歷史個人游戲數據保存到這個his系統中,主要是寫入,還有部分查詢,讀寫
比約為1:4;由於是所有數據的歷史存取,所以並發要求比較高;
分析:
歷史數據
寫多都少
越近日期查詢越頻繁?
什么業務數據?用戶游戲數據
有沒有大規模分析查詢?
數據量多大?
加微信獲取更多Java架構資料:jiang10086
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保留多久?
機器資源有多少?
方案1:按照日期每月一個分片
帶來的問題:1.數據熱點問題(壓力不均勻)
方案2:按照用戶取模, --by Jerome 就這個比較合適了
帶來的問題:后續擴容困難
方案3:按用戶ID范圍分片(1-1000萬=分片1,xxx)
帶來的問題:用戶活躍度無法掌握,可能存在熱點問題
場景二
建立一個商城訂單系統,保存用戶訂單信息。
分析:
電商系統
一號店或京東類?淘寶或天貓?
實時性要求高
存在瞬時壓力
基本不存在大規模分析
數據規模?
機器資源有多少?
維度?商品?用戶?商戶?
方案1:按照用戶取模,
帶來的問題:后續擴容困難
方案2:按用戶ID范圍分片(1-1000萬=分片1,xxx)
帶來的問題:用戶活躍度無法掌握,可能存在熱點問題
方案3:按省份地區或者商戶取模
數據分配不一定均勻
場景3
上海公積金,養老金,社保系統
分析:
社保系統
實時性要求不高
不存在瞬時壓力
大規模分析?
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數據規模大
數據重要不可丟失
偏於查詢?
方案1:按照用戶取模,
帶來的問題:后續擴容困難
方案2:按用戶ID范圍分片(1-1000萬=分片1,xxx)
帶來的問題:用戶活躍度無法掌握,可能存在熱點問題
方案3:按省份區縣地區枚舉
數據分配不一定均勻