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1. 前言

相信你經(jīng)常被 讀寫(xiě)分離、垂直拆分、水平拆分、分庫(kù)分表 這幾個(gè)名詞搞得很懵逼。我有時(shí)候也很懵逼，那么今天就來(lái)把這幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)常用術(shù)語(yǔ)搞清楚，同時(shí)也記錄一下。

2. 讀寫(xiě)分離

這個(gè)相對(duì)比較好理解一些，就是將數(shù)據(jù)庫(kù)分為主從庫(kù)，一個(gè)主庫(kù)（Master）用于寫(xiě)數(shù)據(jù)，多個(gè)從庫(kù)（Slaver）進(jìn)行輪詢讀取數(shù)據(jù)的過(guò)程，主從庫(kù)之間通過(guò)某種通訊機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)。下面這張圖就展示了 “一主二從” 的結(jié)構(gòu)：

2.1 為什么要讀寫(xiě)分離

大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)操作往往都是讀多寫(xiě)少，隨著數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)庫(kù)的“讀”會(huì)首先成為瓶頸。如果我們希望能線性地提升數(shù)據(jù)庫(kù)的讀性能和寫(xiě)性能，就需要讓讀寫(xiě)盡可能的不相互影響，各自為政。在使用讀寫(xiě)分離之前我們應(yīng)該考慮使用緩存能不能解決問(wèn)題。然后再考慮對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)按照 “讀” 和 “寫(xiě)” 進(jìn)行分組。讀寫(xiě)分離意味著將一體的結(jié)構(gòu)的進(jìn)行分散，在數(shù)據(jù)量大、高并發(fā)的情景中要考慮以下這些問(wèn)題

如何保證 Master 的高可用，故障轉(zhuǎn)移，熔斷限流等。讀寫(xiě)操作的區(qū)分規(guī)則，代碼層面如何處理好讀命令和寫(xiě)命令，盡量無(wú)感知無(wú)業(yè)務(wù)入侵。數(shù)據(jù)一致性的容忍度。雖然是數(shù)據(jù)同步，但是由于網(wǎng)絡(luò)的不確定性這仍然是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。

3. 分庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)垂直拆分、數(shù)據(jù)庫(kù)水平拆分 統(tǒng)稱 分庫(kù)。是指按照特定的條條件和維度，將同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)拆分到多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（主機(jī)）上面以達(dá)到分散單庫(kù)（主機(jī)）負(fù)載的效果。這樣我們變相地降低了數(shù)據(jù)集的大小，以空間換時(shí)間來(lái)提升性能。

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)垂直拆分

數(shù)據(jù)庫(kù)垂直拆分 指的是按照業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表進(jìn)行分組，同組的放到一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)（邏輯上，并非實(shí)例）中。需要從實(shí)際業(yè)務(wù)出發(fā)將大業(yè)務(wù)分割成小業(yè)務(wù)。比如商城的整個(gè)業(yè)務(wù)中的 用戶相關(guān)表，訂單相關(guān)表，物流相關(guān)表 各自獨(dú)立分類形成 用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，訂單系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，物流系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù) 如下圖：

這樣帶來(lái)了一些好處：（a）業(yè)務(wù)清晰，職責(zé)單一 （b）易維護(hù)，易擴(kuò)展 （c）數(shù)據(jù)服務(wù)化 。

同時(shí)也有一些負(fù)面的作用：（a）提高了整個(gè)應(yīng)用的復(fù)雜度，而且會(huì)形成跨庫(kù)事務(wù) （b）引發(fā) “木桶效應(yīng)”，任何一個(gè)短板有可能影響整個(gè)系統(tǒng) （c）部分表關(guān)系不能 join 只能通過(guò)服務(wù)相互調(diào)用來(lái)維系。甚至由于網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題引發(fā)數(shù)據(jù)不一致。

在需要進(jìn)行分庫(kù)的情況下，通?？蓛?yōu)先考慮垂直拆分。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)水平拆分

在數(shù)據(jù)庫(kù)垂直拆分后遇到單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)性能瓶頸之后，就可以考慮數(shù)據(jù)庫(kù)水平拆分了。之所以先垂直拆分才水平拆分，是因?yàn)榇怪辈鸱趾髷?shù)據(jù)業(yè)務(wù)清晰而且單一，更加方便指定水平的標(biāo)準(zhǔn)。比如我們對(duì)商城業(yè)務(wù)垂直拆分后的 用戶系統(tǒng) 進(jìn)行水平拆分就比對(duì)整個(gè)商城業(yè)務(wù)進(jìn)行水平拆分好找維度，我們可以根據(jù)用戶注冊(cè)時(shí)間的區(qū)間、用戶的區(qū)域或者用戶 ID 的范圍、 hash 等條件，然后關(guān)聯(lián)相關(guān)表的記錄將數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，如果放在整個(gè)商城業(yè)務(wù)上你是以用戶為準(zhǔn)還是以訂單為準(zhǔn)都不太好考慮。

我們按照每 100 萬(wàn)為區(qū)間對(duì)用戶系統(tǒng)水平拆分如下：

這種拆分的好處在于：（a）單個(gè)庫(kù)的容量可控。 （b）單挑記錄保證了數(shù)據(jù)完整性。 （c）數(shù)據(jù)關(guān)系可以通過(guò) join 維持。 （d） 避免了跨庫(kù)事務(wù) 。

缺點(diǎn)同樣存在：（a）拆分規(guī)則對(duì)編碼有一定的影響。 （b）不同業(yè)務(wù)的分區(qū)交互需要統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

4. 分表

分表也分為 數(shù)據(jù)表垂直拆分 和 數(shù)據(jù)表水平拆分 。

4.1 數(shù)據(jù)表垂直拆分

數(shù)據(jù)表垂直拆分就是縱向地把表中的列分成多個(gè)表，把表從“寬”變“窄”。一般遵循以下幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行拆分：

冷熱分離，把常用的列放在一個(gè)表，不常用的放在一個(gè)表。大字段列獨(dú)立存放關(guān)聯(lián)關(guān)系的列緊密的放在一起

我們把用戶表中常用的和不常用的而且大字段分離成兩張表：

4.2 數(shù)據(jù)表的水平拆分

表的水平拆分感覺(jué)跟庫(kù)的水平拆分思想上都是一樣的，只不過(guò)粒度不同。表結(jié)構(gòu)維持不變。也就是說(shuō)拆分后數(shù)據(jù)集的并集等于拆分前的數(shù)據(jù)集。理解了 3.2 章節(jié) 之后這個(gè)就沒(méi)有什么可說(shuō)的了。

5. 總結(jié)

這里簡(jiǎn)單闡述了幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化概念，在實(shí)際操作中往往會(huì)組合使用。我們?cè)趯?shí)際操作之前要做好數(shù)據(jù)量的預(yù)估，這樣能夠根據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)數(shù)據(jù)的增量來(lái)進(jìn)行選型。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)較小，常用于表的拆分。增長(zhǎng)特別大達(dá)到上萬(wàn)級(jí)別則可以選擇分庫(kù)，比如一些資金積分流水，歷史記錄之類的。有些時(shí)候并不是拆分完就萬(wàn)事大吉了，比如我們按照地區(qū)拆分后，A 地區(qū)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)很快業(yè)績(jī)很好，而 B 地區(qū)推廣不力競(jìng)爭(zhēng)激烈業(yè)績(jī)蕭條，造成了數(shù)據(jù)傾斜。也會(huì)影響分庫(kù)分表的期望效果。這需要建立長(zhǎng)效的監(jiān)控預(yù)測(cè)機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)，甚至根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整策略。數(shù)據(jù)拆分還面臨分布式的很多問(wèn)題，分布式事務(wù)，高可用，數(shù)據(jù)一致性，全局唯一性都是應(yīng)該考慮的問(wèn)題。希望我的講解能夠幫助你，還希望多多關(guān)注！