一、單庫(kù)架構(gòu)

單庫(kù)架構(gòu)，是業(yè)務(wù)初期最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)。

• user-service：用戶中心服務(wù)，對(duì)調(diào)用者提供友好的RPC接口

• user-db：一個(gè)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

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二、分組架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)分組架構(gòu)，即最常見(jiàn)的一主多從，主從同步，讀寫(xiě)分離數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)：

• user-service：依舊是用戶中心服務(wù)

• user-db-M(master)：主庫(kù)，提供數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)服務(wù)

• user-db-S(slave)：從庫(kù)，提供數(shù)據(jù)庫(kù)讀服務(wù)

主和從構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù)集群稱為“一組”。

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同一個(gè)組里的數(shù)據(jù)庫(kù)集群：

• 主從之間通過(guò)binlog進(jìn)行數(shù)據(jù)同步

• 多個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)完全相同

• 多個(gè)實(shí)例存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也完全相同，本質(zhì)上是將數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制

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數(shù)據(jù)庫(kù)分組架構(gòu)究竟解決什么問(wèn)題？

大部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)讀多寫(xiě)少，數(shù)據(jù)庫(kù)的讀往往最先成為性能瓶頸，如果希望：

• 線性提升數(shù)據(jù)庫(kù)讀性能

• 通過(guò)消除讀寫(xiě)鎖沖突提升數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)性能

• 通過(guò)冗余從庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“讀高可用”

此時(shí)可以使用分組架構(gòu)，需要注意的是，分組架構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的主庫(kù)依然是寫(xiě)單點(diǎn)。

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一句話總結(jié)，分組解決的是“數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)高并發(fā)量高”問(wèn)題，常實(shí)施的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

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三、分片架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)分片架構(gòu)，是大伙最常說(shuō)的水平切分(sharding)：

• user-service：依舊是用戶中心服務(wù)

• user-db1：水平切分成2份中的第一份

• user-db2：水平切分成2份中的第二份

分片后，多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例也會(huì)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)集群。

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水平切分，到底是分庫(kù)還是分表？

強(qiáng)烈建議分庫(kù)，因?yàn)?#xff1a;

• 分表依然公用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，仍然有磁盤(pán)IO的競(jìng)爭(zhēng)

• 分庫(kù)能夠很容易的將數(shù)據(jù)遷移到不同數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，甚至數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)器上，擴(kuò)展性更好

畫(huà)外音：當(dāng)然，分庫(kù)后，數(shù)據(jù)庫(kù)連接數(shù)會(huì)更多。

如何進(jìn)行水平切分？

常見(jiàn)的方法是“范圍法”和“哈希法”：

范圍法如上，以用戶中心的業(yè)務(wù)主鍵uid為劃分依據(jù)，將數(shù)據(jù)水平切分到兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例上去。

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哈希法如，也是以用戶中心的業(yè)務(wù)主鍵uid為劃分依據(jù)，將數(shù)據(jù)水平切分到兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例上去。
畫(huà)外音：本例中哈希算法是“取模”。

哈希法在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)中，使用較為廣泛。

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分片架構(gòu)，同一個(gè)集群里的各個(gè)分片：

• 多個(gè)實(shí)例之間本身不直接產(chǎn)生聯(lián)系，不像主從間有binlog同步

• 多個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，也完全相同

• 多個(gè)實(shí)例存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)之間沒(méi)有交集，所有實(shí)例間數(shù)據(jù)并集構(gòu)成全局?jǐn)?shù)據(jù)

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分片架構(gòu)究竟解決什么問(wèn)題？

大部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量很大，單庫(kù)容量容易成為瓶頸，此時(shí)通過(guò)分片可以：

• 線性提升數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)性能，需要注意的是，分組架構(gòu)是不能線性提升數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)性能的

• 降低單庫(kù)數(shù)據(jù)容量

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一句話總結(jié)，分片解決的是“數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量大”問(wèn)題，常實(shí)施的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

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四、分組+分片架構(gòu)

如果業(yè)務(wù)讀寫(xiě)并發(fā)量很高，數(shù)據(jù)量也很大，通常需要實(shí)施分組+分片的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)：

• 通過(guò)分片來(lái)降低單庫(kù)的數(shù)據(jù)量，線性提升數(shù)據(jù)庫(kù)的寫(xiě)性能

• 通過(guò)分組來(lái)線性提升數(shù)據(jù)庫(kù)的讀性能，保證讀庫(kù)的高可用

畫(huà)外音：大部分線上的真實(shí)架構(gòu)，是這樣子的。

五、垂直切分

數(shù)據(jù)庫(kù)垂直切分，也是一類常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，垂直切分一般和業(yè)務(wù)結(jié)合比較緊密。

還是以用戶中心為例，可以這么進(jìn)行垂直切分：

User_Base(uid, uname, passwd, sex, age, …)

User_EX(uid, intro, sign, …)

• 垂直切分開(kāi)的表，主鍵都是uid

• 登錄名，密碼，性別，年齡等屬性放在一個(gè)垂直表（庫(kù)）里

• 自我介紹，個(gè)人簽名等屬性放在另一個(gè)垂直表（庫(kù)）里

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如何進(jìn)行垂直切分？

根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直切分時(shí)，一般要考慮屬性的“長(zhǎng)度”和“訪問(wèn)頻度”兩個(gè)因素：

• 長(zhǎng)度較短，訪問(wèn)頻率較高的放在一起

• 長(zhǎng)度較長(zhǎng)，訪問(wèn)頻度較低的放在一起

這是因?yàn)?#xff0c;數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)以行(row)為單位，將數(shù)load到內(nèi)存(buffer)里，在內(nèi)存容量有限的情況下，長(zhǎng)度短且訪問(wèn)頻度高的屬性，內(nèi)存能夠load更多的數(shù)據(jù)，命中率會(huì)更高，磁盤(pán)IO會(huì)減少，數(shù)據(jù)庫(kù)的性能會(huì)提升。

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垂直切分和水平切有相似的地方，又不太相同：

• 多個(gè)實(shí)例之間也不直接產(chǎn)生聯(lián)系，即沒(méi)有binlog同步

• 多個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，都不一樣

• 多個(gè)實(shí)例存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)之間至少有一列交集，一般來(lái)說(shuō)是業(yè)務(wù)主鍵，所有實(shí)例間數(shù)據(jù)并集構(gòu)成全局?jǐn)?shù)據(jù)

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垂直切分解決什么問(wèn)題？

垂直切分即可以降低單庫(kù)的數(shù)據(jù)量，還可以降低磁盤(pán)IO從而提升吞吐量，但它與業(yè)務(wù)結(jié)合比較緊密，并不是所有業(yè)務(wù)都能夠進(jìn)行垂直切分的。

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文章較長(zhǎng)，簡(jiǎn)單總結(jié)：

• 業(yè)務(wù)初期用單庫(kù)

• 讀壓力大，讀高可用，用分組

• 數(shù)據(jù)量大，寫(xiě)線性擴(kuò)容，用分片

• 屬性短，訪問(wèn)頻度高的屬性，垂直拆分到一起

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据库架构中的基本概念的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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