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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_id mod 4 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 id mod 4 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 123 mod 4 后确定记录在 User_0003 中。
分库分表产生的问题,及注意事项
- 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。
- 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。
- 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。
- 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,
- 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。
- 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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