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一.数据库瓶颈
1.1IO瓶颈
第一种:磁盘读IO瓶颈,热点数据太多,数据库缓存放不下,每次查询时会产生大量的IO -> 分库和垂直分表
第二种:网络IO瓶颈,请求的数据太多,网络带宽不够 -> 分库
1.2CPU瓶颈
第一种:SQL问题,如SQL中包含join,group by,order by,非索引字段条件查询等,增加CPU运算的操作 -> SQL优化,建立合适的索引,在业务Service层进行业务计算。
第二种:单表数据量太大,查询时扫描的行太多,SQL效率低,CPU率先出现瓶颈 -> 水直分表。
二.分表分库
2.1水平分库
1. 以字段为依据,按照一定策略(hash、range等),将一个库中的数据拆分到多个库中。
2. 结果:
- 每个库的结构都一样;
- 每个库的数据都不一样,没有交集;
- 所有库的并集是全量数据;
3.场景:系统绝对并发量上来了,分表难以根本上解决问题,并且还没有明显的业务归属来垂直分库。
4.分析:库多了,io和cpu的压力自然可以成倍缓解。
2.2水平分表
1.概念:以字段为依据,按照一定策略(hash、range等),将一个表中的数据拆分到多个表中。
2.结果:
- 每个表的结构都一样;
- 每个表的数据都不一样,没有交集;
- 所有表的并集是全量数据;
3.场景:系统绝对并发量并没有上来,只是单表的数据量太多,影响了SQL效率,加重了CPU负担,以至于成为瓶颈。
4.分析:表的数据量少了,单次SQL执行效率高,自然减轻了CPU的负担。
2.3垂直分库
1.概念:以表为依据,按照业务归属不同,将不同的表拆分到不同的库中。
2.结果:
- 每个库的结构都不一样;
- 每个库的数据也不一样,没有交集;
- 所有库的并集是全量数据;
3.场景:系统绝对并发量上来了,并且可以抽象出单独的业务模块。
4.分析:到这一步,基本上就可以服务化了。例如,随着业务的发展一些公用的配置表、字典表等越来越多,这时可以将这些表拆到单独的库中,甚至可以服务化。再有,随着业务的发展孵化出了一套业务模式,这时可以将相关的表拆到单独的库中,甚至可以服务化。
2.3垂直分表
1.概念:以字段为依据,按照字段的活跃性,将表中字段拆到不同的表(主表和扩展表)中。
2.结果:
- 每个表的结构都不一样;
- 每个表的数据也不一样,一般来说,每个表的字段至少有一列交集,一般是主键,用于关联数据;
- 所有表的并集是全量数据;
3.场景:系统绝对并发量并没有上来,表的记录并不多,但是字段多,并且热点数据和非热点数据在一起,单行数据所需的存储空间较大。以至于数据库缓存的数据行减少,查询时会去读磁盘数据产生大量的随机读IO,产生IO瓶颈。
4.分析:可以用列表页和详情页来帮助理解。垂直分表的拆分原则是将热点数据(可能会冗余经常一起查询的数据)放在一起作为主表,非热点数据放在一起作为扩展表。这样更多的热点数据就能被缓存下来,进而减少了随机读IO。拆了之后,要想获得全部数据就需要关联两个表来取数据。但记住,千万别用join,因为join不仅会增加CPU负担并且会讲两个表耦合在一起(必须在一个数据库实例上)。关联数据,应该在业务Service层做文章,分别获取主表和扩展表数据然后用关联字段关联得到全部数据。
三.分表分库的工具
- sharding-sphere:jar,前身是sharding-jdbc;
-
TDDL:jar,Taobao Distribute Data Layer;
- Mycat:中间件。
本文只介绍Mycat工具。
3.1Mycat简介
下载地址:http://dl.mycat.io/
Mycat的配置文件都在conf目录里面,这里介绍几个常用的文件:
文件 | 说明 |
---|---|
server.xml | Mycat的配置文件,设置账号、参数等 |
schema.xml | Mycat对应的物理数据库和数据库表的配置 |
rule.xml | Mycat分片(分库分表)规则 |