【分庫分表】切分方式 - 簡書
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【分庫分表】切分方式

這裡介紹設計分庫分表的方案時應該考慮的設計要點，並給出相應的解決方案。

一、關於切分方式

資料庫的切分指的是通過某種特定的條件，將我們存放在同一個資料庫中的資料分散存放到多個數據庫（主機）中，以達到分散單臺裝置負載的效果，即分庫分表。

資料的切分根據其切分規則的型別，可以分為 垂直（縱向）切分 和水平（橫向）切分。

• 垂直（縱向）切分： 把單一的表拆分成多個表，並分散到不同的資料庫（主機）上。
• 水平（橫向）切分：根據表中資料的邏輯關係，將同意個表中的資料按照某種條件拆分到多臺資料庫（主機）上。

1. 垂直切分

一個數據庫有多個表構成，每個表對應不同的業務，垂直切分是隻按照業務將表進行分類，將其分佈到不同的資料庫上，這樣就將資料分擔到了不同的庫上（專庫專用）。

案例：
有如下幾張表：

• 使用者資訊表（User）
• 交易記錄(Pay)
• 商品(Commodity)
  針對以上案例，垂直切分就是根據每個表的不同業務進行切分，比如User表，Pay表和Commodity表，將每個表切分到不同的資料庫上。

垂直切分的優點如下：

• 拆分後業務清晰，拆分規則明確。
• 系統之間進行整合或擴充套件很容易。
• 按照成本、應用的等級、應用的型別等獎表放到不同的機器上，便於管理。
• 便於實現動靜分離、冷熱分離的資料庫表的設計模式。
• 資料維護簡單。

垂直切分的缺點如下：

• 部分業務表無法關聯(Join), 只能通過介面方式解決，提高了系統的複雜度。
• 受每種業務的不同限制，存在單庫效能瓶頸，不易進行資料擴充套件和提升效能。
• 事務處理複雜。

垂直切分除了用於分解單庫單表的壓力，也用於實現冷熱分離，也就是根據資料的活躍度進行拆分，因為對擁有不同活躍度的資料的處理方式不同。

我們可將本來可以在同一個表中的內容人為地劃分為多個表。所謂“本來”，是指按照關係型資料庫第三正規化的要求，應該在同一個表中，將其拆分開就叫作反範化（Denormalize）。

例如，對配置表的某些欄位很少進行修改時，將其放到一個查詢效能較高的資料庫硬體上；對配置表的其他欄位更新頻繁時，則將其放到另一個更新效能較高的資料庫硬體上。

這裡我們再舉一個例子：在微博系統的設計中，一個微博物件包括文章標題、作者、分類、建立時間等屬性欄位，這些欄位的變化頻率低，查詢次數多，叫作冷資料。而部落格的瀏覽量、回覆數、點贊數等類似的統計資訊，或者別的變化頻率比較高的資料，叫作活躍資料或者熱資料。

我們把冷熱資料分開存放，就叫作冷熱分離，在MySQL的資料庫中，冷資料查詢較多，更新較少，適合用MyISAM引擎，而熱資料更新比較頻繁，適合使用InnoDB儲存引擎，這也是垂直拆分的一種。

我們推薦在設計資料庫表結構時，就考慮垂直拆分，根據冷熱分離、動靜分離的原則，再根據使用的儲存引擎的特點，對冷資料可以使用MyISAM，能更好地進行資料查詢；對熱資料可以使用InnoDB，有更快的更新速度，這樣能夠有效提升效能。

其次，對讀多寫少的冷資料可配置更多的從庫來化解大量查詢請求的壓力；對於熱資料，可以使用多個主庫構建分庫分表的結構，請參考下面關於水平切分的內容，後續的三四五章提供了不同的分庫分表的具體實施方案。

注意，對於一些特殊的活躍資料或者熱點資料，也可以考慮使用Memcache、Redis之類的快取，等累計到一定的量後再更新資料庫，例如，在記錄微博點贊數量的業務中，點贊數量被儲存在快取中，每增加1000個點贊，才寫一次資料。

2. 水平切分

與垂直切分對比，水平切分不是將表進行分類，而是將其按照某個欄位的某種規則分散到多個庫中，在每個表中包含一部分資料，所有表加起來就是全量的資料。

簡單來說，我們可以將對資料的水平切分理解為按照資料行進行切分，就是將表中的某些行切分到一個數據庫表中，而將其他行切分到其他資料庫表中。

這種切分方式根據單表的資料量的規模來切分，保證單表的容量不會太大，從而保證了單表的查詢等處理能力，例如將使用者的資訊表拆分成User1、User2等，表結構是完全一樣的。我們通常根據某些特定的規則來劃分表，比如根據使用者的ID來取模劃分。

例如，在部落格系統中，當讀取部落格的量很大時，就應該採取水平切分來減少每個單表的壓力，並提升效能。

以微博表為例，當同時有100萬個使用者在瀏覽時，如果是單表，則單表會進行100萬次請求，假如是單庫，資料庫就會承受100萬次的請求壓力；假如將其分為100個表，並且分佈在10個數據庫中，每個表進行1萬次請求，則每個資料庫會承受10萬次的請求壓力，雖然這不可能絕對平均，但是可以說明問題，這樣壓力就減少了很多，並且是成倍減少的。

水平切分的優點如下：

• 單庫單表的資料保持在一定的量級，有助於效能的提高。
• 切分的表的結構相同，應用層改造較少，只需要增加路由規則即可。
• 提高了系統的穩定性和負載能力。

水平切分的缺點如下：

• 切分後，資料是分散的，很難利用資料庫的Join操作，跨庫Join效能較差。
• 拆分規則難以抽象。
• 分片事務的一致性難以解決。
• 資料擴容的難度和維護量極大。

綜上所述，垂直切分和水平切分的共同點如下：

• 存在分散式事務的問題。
• 存在跨節點Join的問題。
• 存在跨節點合併排序、分頁的問題。
• 存在多資料來源管理的問題。

在瞭解這兩種切分方式的特點後，我們就可以根據自己的業務需求來選擇，通常會同時使用這兩種切分方式，垂直切分更偏向於業務拆分的過程，在技術上我們更關注水平切分的方案。

PS: 稍候再討論一下水平切分的路由過程和分片維度~~