【資料庫】——分散式資料庫演變歷程
前提
本文主要介紹分散式資料庫演變歷程,以及演變過程的解決方案,沒有方案的具體實現步驟。
資料庫高可用的發展歷程
1、查詢操作比較多,利用快取,緩解資料庫的讀壓力
2、寫操作成為資料庫瓶頸,利用資料庫主從複製,在程式碼中進行讀寫分離
3、為了避免寫伺服器宕機,從而造成寫操作異常,進行主主複製
4、單臺不能在支撐系統壓力的時候,進行叢集擴充套件,通過負載均衡完成叢集均勻分擔壓力
5、為了避免宕機對系統影響,搭建高可用叢集成為關鍵。
6、MySQL的單表最多支撐5000萬,為了擴大容量,需要分庫分表
資料庫高可用解決方案
1、新增快取,緩解資料庫查操作。
快取方式有兩種,本地快取,分散式快取。
本地快取通常採用ehcache,分散式快取通常有兩種選擇,redis和memcached,關於兩者區別請移步
當然最好的方案將redis+ehcache做成兩級快取,推薦案例《
Spring+ehcache+redis兩級快取–快取實戰篇(1)》
2、主從複製,讀寫分離
主從複製,利用的是MySQL的binlog日誌實現。具體方案移步《【開發進階】——MySQL配置主從同步,程式碼層實現讀寫分離》
在程式碼層的實現方案有兩種,部落格中小編用的時JDBC的方法型別進行判斷。還有一種方案利用spring的aop+註解的方式,通過攔截註解,判斷操作哪個資料庫。一般編輯的方法中標註寫庫,查詢的方法上標註讀庫,這樣程式碼編寫比較複雜,但是程式碼靈活度比較高。
3、主主複製
大概實現思路與主從複製一致,利用的同樣的時binlog日誌。這樣保證了寫操作的高可用,避免了寫伺服器宕機,對系統的影響,同時實現了資料庫的負載。
4、負載均衡叢集
三種實現方式
Nginx,採用的Http協議
LVS,網路依賴比較大,穩定性很高
HaProxy,支援Http,TCP協議,而且有視覺化監控頁面
三者詳細的對比請移步《三大主流軟體負載均衡器對比(LVS VS Nginx VS Haproxy)》
小編採用的時HAProxy,實現MySQL的負載均衡。
5、高可用叢集
資料冗餘實現高可用,小編採用的是Keepalived實現高可用。
6、分庫分表
兩種分割方式
垂直切割:根據業務的維度,將原本的一個庫或表拆分為多個庫或表,每個庫或表與原有的結構不同。
水平切割:根據分片演算法,將一個庫或表拆分成多個庫或表,每個庫或表依舊保留原有的結構。
整理分為三種思路
1、客戶端分片
- 在應用層直接實現
非常通用,簡單的解決方案,直接在應用層讀取分片規則,然後解析分片規則,根據分片規則實現切分的路由邏輯。這種方案侵入業務,但是實現比較簡單,適合快速上線,因為切分邏輯是自己開發,所以生產上的問題比較容易解決。但是這樣會讓資料庫保持連線比較多,需要考慮應用伺服器的節點數量,需要提前進行容量評估,而且對開發人員能力要求比較高。
開源框架dbsplit就是採用這種方式。 - 通過定製JDBC協議實現
通過定製JDBC協議,針對業務層提供與JDBC一致的介面,讓開發人員專注業務開發,不再關心分庫分表的實現,讓分庫分表在JDBC的內部實現。但是需要開發人員理解JDBC協議才能實現分庫分表邏輯。
流程的客戶端分庫分表框架Sharding JDBC 採用這種方案。 - 通過定製ORM框架
因為關係資料庫與面嚮物件語言之間的差距,ORM框架的廣泛使用,就有了通過定製ORM框架實現分庫分表的方案。把分片規則實現到ORM框架中或者通過ORM框架支援的擴充套件機制來實現。一般常用的是通過在Mybatis配置檔案的SQL中增加表索引的引數來實現分片。如下:
<select id="getUser" parameterType="java.util.Map" resultType="User">
select userId,username
from user_#{index}
where userId = #{userId}
</select>
2、代理分片
在應用層和資料庫層增加一個代理層,把分片的路由規則配置在代理層,代理層提供對外提供與JDBC相容的介面給應用層,應用層的開發人員不用關心分片規則,只需要關心業務邏輯的實現。
這種方案讓開發人員專注於業務邏輯的實現,把分庫分表的操作留給代理層做;不足之處:增加代理層,加重了網路傳輸的負擔,還需要維護代理層,以及硬體成本。
常用代理分片實現框架有Cobar和Mycat等。
3、支援事務的分散式資料庫
OceanBase,TiDB等資料庫對外提供可伸縮的體系架構,並提供分散式事務支援,將可伸縮和分散式事務的實現包裝到分散式資料庫內部實現,對使用者透明。
使用分散式資料庫的需要綜合實際情況,不要盲目的追求技術的實現。
分庫分表的帶來弊端
1、如何保證id唯一
2、配置多資料來源
3、分散式鎖的問題
4、分散式事務的問題
當然這些問題均有解決的方式,但是也這說明了事物的兩面性。小編的公司採用的是MyCat中介軟體解決,針對分庫分表這一部分的使用小編還會在後續部落格中持續更新!
總結
關於分散式不要一口吃個胖子,針對業務,資料,實際情況具體分析,原則就是兵來將擋水來土掩,相信問題終會有解決方案的。
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