一文讲清楚如何分库分表

一个挺着啤酒肚,身穿格子衫,发际线严重后移的中年男子,手拿着保温杯,胳膊夹着MacBook向你走来,看样子是架构师级别。

面试开始,直入正题。

面试官: 小伙子,看到你的简历上面写了项目中有对MySQL进行分库分表,为什么要进行分库分表?

我: 不知道啊!谁知道老大咋想的,反正我来的时候就已经分好了。

面试官: 嗯...,今天的面试就先到这吧,有后续面试会通知你,我送你下去。

别啊,每次都说会通知我,然后我就傻傻的回去等通知了。我是实话实说,难道让我去订阅一灯的文章,背诵八股文给你听?
好吧!自古真情留不住,总是套路得人心。重来一次,我把一灯总结的八股文背诵一遍。

我: 当MySQL单表数据量过大,比如超过5千万条的时候,读写性能变得很差。而且常规的优化手段已经不起作用了,比如:SQL调优、添加索引、主从复制、读写分离。这时候就需要用到MySQL终极优化方案 — 分库分表。

面试官: 不错,我该怎么判断项目是需要分库还是要分表?是先分库还是先分表?

这谁能现场总结出来?别着急,等我看一眼一灯的八股文。

我: 有了。

  1. 当数据库的QPS过高,数据库连接数不足的时候,就需要分库。
  2. 当单表数据量过大,读写性能较差,就需要分表。
  3. 当两者都有的时候,就需要分库分表。

至于先分库还是先分表?建议先分表,如果分表能解决问题,就不需要分库了,毕竟需要单独服务器资源,成本更高。

面试官: 小伙子,总结的挺全。分库分表有哪些拆分方案呢?

我: 分库分表有垂直拆分和水平拆分。垂直拆分又有垂直分库、垂直分表。

垂直分库,不同的业务拆分到不同的数据库。

image-20220106200122551.png

垂直分表,把长度较大或者访问频次较低的字段,拆分到扩展表中。

水平分表,单表数据量过大时,按照订单ID拆分到多张表中。

image-20220106201936851.png

面试官: 小伙子,有点东西。都知道分库分表好使,就没有什么缺点吗?

我: 当然有,“所有命运馈赠的礼物,早已在暗中标好了价格。”分库分表带来了低耦合、高性能的优点,可是缺点却是一大堆。

垂直分库:
不同库多表之间无法join关联查询,只能通过接口聚合,复杂度直线上升。
横跨多个数据库导致无法使用本地事务,数据强一致性就别想了,只能引入更为复杂的分布式事务,勉强实现数据的最终一致性,可用性直线下降。

垂直分表:
本来一张表能查出来的数据,现在需要多张表join关联查询,这不瞎耽误事。

水平分表:
多张表关联查询时,无法实现分页、排序功能。

面试官: 分库分表带来这么多问题,你没有没考虑过相应的解决方案?

我怎么可能没有解决方案,难道我提出问题给自己挖坑?

我: 当然有考虑过,“有问题就会有答案”。

跨库查询问题:
采用字段冗余方案,比如订单表存储店铺ID、店铺名称,就不需要再查询商户数据库了。
不过这种方案要求冗余字段要很少变动,就算变动后,也能容忍返回旧数据。

多表分页查询问题:
这个处理起来就很需要技术含量了。
比如:订单表按照订单ID分片,(order_id % 128),分成了128张表。
Leader看了说:每张表的数据量差不多,分的很均匀,以后不要再分了。

同一个用户的订单散落在不同的表,用户想查询自己的订单,根本无法做到分页查询。难道一次全部查询该用户的所有订单,然后做内存分页,多大的机器内存都让你搞挂。
想要实现用户订单分页查询,可以采用按照用户ID分片,(user_id % 128),这样同一个用户的订单只会存储在一张表中,咋分页展示都行。

没有完美的分片方案,如果商户想要分页查看自己店铺的订单怎么办?
那就把订单再冗余存储一份,按照店铺ID分片,(shop_id % 128)。不过由于商户数量较少,可以搞个异步线程往商户订单分片表同步。

订单按照用户ID分片后,发生数据倾斜怎么办?
因为不同用户的订单量是不同的,一个爱好购物的小姐姐的订单量抵得上几十个老爷们。导致一张表数据几百条,另一张表数据量千万级,这该咋整?
做冷热数据分离,基础库只存储3个月内的订单,其他的移动到历史订单库。这个要跟产品商量好,3个月前的订单需要单独的查询页面。

跨库事务问题:
这个问题就更复杂了。

image-20220107205351657.png

下一个订单需要调用多个服务,只能使用分布式事务。
分布式事务的实现非常复杂,常用的有以下几种解决方案:
二阶段提交
TCC
本地消息表
MQ事务消息
分布式事务中间件

面试官: 准备的挺全啊。订单表分片后,肯定不能使用数据库自增主键做订单ID,因为无法全局唯一,有什么好的解决办法?

我: 又问到我手心里面,我前两天刚看完一灯写的“雪花算法”,我现场手写订单ID的生成代码吧。

面试官: 小伙子可以啊,下一面是HR面试,有薪资要求尽管提,你一定要来我们公司上班。

总结:

关于分库分表的所有知识点,虽然很多,但都已经总结在这张图上了。

分库分表.png

文章持续更新,可以微信搜一搜「 一灯架构 」第一时间阅读更多技术干货。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,372评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,368评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,415评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,157评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,171评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,125评论 1 297
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,028评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,887评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,310评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,533评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,690评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,411评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,004评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,659评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,812评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,693评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,577评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容