千万级别数据的拆库和拆表

一、背景

当业务发展到一定阶段后,存储的数据会越来越多,千万甚至过亿;此时发现,在大量数据的某个库或者表的时候,性能会被拖累。同时在主从同步,备份时,带来很大的代价(小主亲身经历,不得不把库重构)。这时候需要把一个库(表)拆分成多个库(表)

二、原则

  1. 平滑迁移
  2. 保持分布式存储机制
  3. CRUD操作效率提升
  4. 不增加空间复杂度
  5. 拆分均匀,避免访问倾斜

三、拆库和拆表

3.1 拆库

拆分数据源,可分为拆库和拆表;拆库的要求是所有数据可通过某一个唯一标识聚合到一起。而这种拆分方式,分为两种hash 拆分 和 冷热隔离。
hash拆分
比如某个库是用来存储用户多维度信息的,可通过用户id聚合到一起,这种库的特点是多表有共同的聚合id字段。

用户数据库

这种方式的拆库,需要同时操作多个库,比如mod 10 取值,那需要同时操作10个库,每个库的链接请求都是同量的,同时跨库操作也是十分麻烦的,事务就不用说了,维护成本也是成倍增加的。优点是风险分散,某一个库挂了,其他库不受影响,整体服务受影响的比例也会降低。
冷热隔离
冷热隔离,是指把冷热数据区分开,这种隔离是基于数据访问的时效性,比如新闻资讯,越近的数据被访问概率越大。冷热的区分期间,或以时间来分割,或以id来分割。这种隔离的特点是,一core多non-core,重点维护core数据,而non-core随着时间推移,越早的数据被访问的概率越小,甚至可被直接归档。这样维护的数据会是极少的几个数据库。

#拆分前
orders 订单表 (总库)
    orders_info 订单基础信息
    orders_cls  订单分类信息
    orders_city 订单城市表
    ....
#拆分后
orders_2019 2019订单表
    orders_info_2019 订单基础信息
    orders_cls_2019  订单分类信息
    orders_city_2019 订单城市表
    ...

orders_2018 2018订单表
    orders_info_2018 订单基础信息
    orders_cls_2018  订单分类信息
    orders_city_2018 订单城市表
    ...

3.2 拆表

单独表的拆分,比库拆分简单多了,没有聚合标识的。拆表的方式比较自由,可按id,可按时间,可按某个标识聚合(比如city,age,country)等。拆表的缺点很明显,所有数据仍然还在同一个库中,随着数据越来越多,归档、备份、同步都是很大的问题,同时因为操作多张表的可能,会导致其他表性能受影响。无须dba介入,新建多张表,在代码中增加分表因子,即可拆分多表

jd_buy (库)
    t_user_0    #按照uid mod 10
    t_user_1
    t_user_2  
    t_user_3
    t_user_4  
    t_user_5
    t_user_6  
    t_user_7
    t_user_8  
    t_user_9
    t_order_0  #按照 uid mod 10
    t_order_1
    t_order_2
    t_order_3
    t_order_4
    t_order_5
    t_order_6
    t_order_7
    t_order_8
    t_order_9
    ....

3.3 怎么选择

本身 两者之间,没有对立,不是抑或的方案。数据存储的方案经历一个 单库单表 ==> 单库多表 ==> 多库多表的周期。拆库会增加系统维护的负责度,拆表会增加业务代码的负责度;拆库增加了系统的稳定性,降低数据依赖风险,拆表增加了单库的负责度,降低了性能,没有解决数据备份同步问题;一般选择的条件是,大量数据选择拆表,超大量数据选择拆库

4. 总结

实际大数据应用中,大数据存储不会简单使用mysql等单一数据库,经常是缓存(redis/ memcache) + 永久性存储 (mysql,mongo)+ 离线存储(hive,hbase)等方案,解决整体的实际问题。无奈拆库和拆表,都对整体的存储系统较多很大,数据存储横向扩展带来的,会对线上系统,造成一定的风险和维护代价。在分清楚数据的周期,存储价值,使用场景后,可以使用上述的三层结构来解决。

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