数据库架构

1、简单的MySQL主从复制:

MySQL的主从复制解决了数据库的读写分离，并很好的提升了读的性能，其图如下：

其主从复制的过程如下图所示：

但是，主从复制也带来其他一系列性能瓶颈问题：

• 1.写入无法扩展
  
• 2.写入无法缓存
  
• 3.复制延时
  
• 4.锁表率上升
  
• 5.表变大，缓存率下降
  

那问题产生总得解决的，这就产生下面的优化方案，一起来看看。

2、MySQL垂直分区

如果把业务切割得足够独立，那把不同业务的数据放到不同的数据库服务器将是一个不错的方案，而且万一其中一个业务崩溃了也不会影响其他业务的正常进行，并且也起到了负载分流的作用，大大提升了数据库的吞吐能力。经过垂直分区后的数据库架构图如下：

然而，尽管业务之间已经足够独立了，但是有些业务之间或多或少总会有点联系，如用户，基本上都会和每个业务相关联，况且这种分区方式，也不能解决单张表数据量暴涨的问题，因此为何不试试水平分割呢？

3、MySQL水平分片（Sharding）

这是一个非常好的思路，将用户按一定规则（按id哈希）分组，并把该组用户的数据存储到一个数据库分片中，即一个sharding，这样随着用户数量的增加，只要简单地配置一台服务器即可，原理图如下：

如何来确定某个用户所在的shard呢，可以建一张用户和shard对应的数据表，每次请求先从这张表找用户的shardid，再从对应shard中查询相关数据，如下图所示：

单库单表

单库单表是最常见的数据库设计，例如，有一张用户(user)表放在数据库db中，所有的用户都可以在db库中的user表中查到。

单库多表

随着用户数量的增加，user表的数据量会越来越大，当数据量达到一定程度的时候对user表的查询会渐渐的变慢，从而影响整个DB的性能。如果使用mysql,还有一个更严重的问题是，当需要添加一列的时候，mysql会锁表，期间所有的读写操作只能等待。

可以通过某种方式将user进行水平的切分，产生两个表结构完全一样的user_0000,user_0001等表，user_0000+user_0001+…的数据刚好是一份完整的数据。

多库多表

随着数据量增加也许单台DB的存储空间不够，随着查询量的增加单台数据库服务器已经没办法支撑。这个时候可以再对数据库进行水平区分。

分库分表规则

设计表的时候需要确定此表按照什么样的规则进行分库分表。例如，当有新用户时，程序得确定将此用户信息添加到哪个表中；同理，当登录的时候我们得通过用户的账号找到数据库中对应的记录，所有的这些都需要按照某一规则进行。

路由

通过分库分表规则查找到对应的表和库的过程。如分库分表的规则是user_idmod4的方式，当用户新注册了一个账号，账号id的123,我们可以通过idmod4的方式确定此账号应该保存到User_0003表中。当用户123登录的时候，我们通过123mod4后确定记录在User_0003中。

分库分表产生的问题，及注意事项

1.分库分表维度的问题

假如用户购买了商品,需要将交易记录保存取来，如果按照用户的纬度分表，则每个用户的交易记录都保存在同一表中，所以很快很方便的查找到某用户的购买情况，但是某商品被购买的情况则很有可能分布在多张表中，查找起来比较麻烦。反之，按照商品维度分表，可以很方便的查找到此商品的购买情况，但要查找到买人的交易记录比较麻烦。

所以常见的解决方式有：

a.通过扫表的方式解决，此方法基本不可能，效率太低了。

b.记录两份数据，一份按照用户纬度分表，一份按照商品维度分表。

c.通过搜索引擎解决，但如果实时性要求很高，又得关系到实时搜索。

2.联合查询的问题

联合查询基本不可能，因为关联的表有可能不在同一数据库中。

3.避免跨库事务

避免在一个事务中修改db0中的表的时候同时修改db1中的表，一个是操作起来更复杂，效率也会有一定影响。

4.尽量把同一组数据放到同一DB服务器上

例如将卖家a的商品和交易信息都放到db0中，当db1挂了的时候，卖家a相关的东西可以正常使用。也就是说避免数据库中的数据依赖另一数据库中的数据。

一主多备

在实际的应用中，绝大部分情况都是读远大于写。Mysql提供了读写分离的机制，所有的写操作都必须对应到Master，读操作可以在Master和Slave机器上进行，Slave与Master的结构完全一样，一个Master可以有多个Slave,甚至Slave下还可以挂Slave,通过此方式可以有效的提高DB集群的QPS.

所有的写操作都是先在Master上操作，然后同步更新到Slave上，所以从Master同步到Slave机器有一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重，Slave机器数量的增加也会使这个问题更加严重。

此外，可以看出Master是集群的瓶颈，当写操作过多，会严重影响到Master的稳定性，如果Master挂掉，整个集群都将不能正常工作。

所以，1.当读压力很大的时候，可以考虑添加Slave机器的分式解决，但是当Slave机器达到一定的数量就得考虑分库了。2.当写压力很大的时候，就必须得进行分库操作。

MySQL使用为什么要分库分表

可以用说用到MySQL的地方,只要数据量一大,马上就会遇到一个问题,要分库分表.

这里引用一个问题为什么要分库分表呢?MySQL处理不了大的表吗?

其实是可以处理的大表的.我所经历的项目中单表物理上文件大小在80G多,单表记录数在5亿以上,而且这个表

属于一个非常核用的表:朋友关系表.

但这种方式可以说不是一个最佳方式.因为面临文件系统如Ext3文件系统对大于大文件处理上也有许多问题.

这个层面可以用xfs文件系统进行替换.但MySQL单表太大后有一个问题是不好解决:表结构调整相关的操作基

本不在可能.所以大项在使用中都会面监着分库分表的应用.

从Innodb本身来讲数据文件的Btree上只有两个锁,叶子节点锁和子节点锁,可以想而知道,当发生页拆分或是添加

新叶时都会造成表里不能写入数据.

所以分库分表还就是一个比较好的选择了.

那么分库分表多少合适呢?

经测试在单表1000万条记录一下,写入读取性能是比较好的.这样在留点buffer,那么单表全是数据字型的保持在

800万条记录以下,有字符型的单表保持在500万以下.

如果按100库100表来规划,如用户业务:

500万100100=50000000万=5000亿记录.

心里有一个数了,按业务做规划还是比较容易的.

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