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分库分表零基础

时间:2024-09-12 10:24:22浏览次数:8  
标签:分库 基础 DB 订单 分表 数据 id 路由

一、前言

中大型项目中,一旦遇到数据量比较大,就应该对数据进行拆分。有垂直和水平两种 。

垂直拆分也就是本来一个数据库,数据量大之后,从业务角度进行拆分多个库。
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水平拆分,是同一个业务数据量大之后,进行水平拆分。
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mysql单表存储量推荐是百万级,如果不进行处理,mysql单表数据太大,会导致性能变慢。
把4000万数据拆分4张表或者更多,当然也可以分库,再分表;把压力从数据库层级分开(这里不讨论)

二、分库分表方案
常用方案:hash取模和range范围方案。分表方案最主要就是路由算法,把路由的key按照指定的算法进行路由存放。

1、hash取模方案
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hash的方案就是对指定的路由key(如:id)对分表总数进行取模
在我们设计系统之前,可以先预估一下大概这几年的订单量,如:4000万。每张表我们可以容纳1000万,也我们可以设计4张表进行存储。

优点:
订单数据可以均匀的放到那4张表中,这样此订单进行操作时,就不会有热点问题。
热点的含义:热点的意思就是对订单进行操作集中到1个表中,其他表的操作很少。
订单有个特点就是时间属性,一般用户操作订单数据,都会集中到这段时间产生的订单。如果这段时间产生的订单 都在同一张订单表中,那就会形成热点,那张表的压力会比较大。

缺点:
将来的数据迁移和扩容,会很难。
数据迁移带来了很多工作量,每次扩容都要做数据迁移

假设业务发展很好,订单量很大,超出了4000万的量,那我们就需要增加分表数。如果我们增加4个表
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一旦我们增加了分表的总数,取模的基数就会变成8,以前id=12的订单按照此方案就会到4表中查询,但之前的此订单时在0表的,这样就导致了数据查不到。就是因为取模的基数产生了变化。

遇到这个情况,我们小伙伴想到的方案就是做数据迁移,把之前的4000万数据,重新做一个hash方案,放到新的规划分表中。也就是我们要做数据迁移。

这个是很痛苦的事情。有些小公司可以接受晚上停机迁移,但大公司是不允许停机做数据迁移的。

2、range范围方案
就是以范围进行拆分数据
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把一定范围内的订单,存放到一个表中。
设计这个方案时就是前期把表的范围设计好。通过id进行路由存放

优点
有利于将来的扩容,不需要做数据迁移。即时再增加4张表,之前的4张表的范围不需要改变,id=12的还是在0表,id=1300万的还是在1表,新增的4张表他们的范围肯定是 大于 4000万之后的范围划分的。

缺点
有热点问题,id的值会一直递增变大,那这段时间的订单是不是会一直在某一张表中,如id=1000万 ~ id=2000万之间,这段时间产生的订单是不是都会集中到此张表中,这个就导致1表过热,压力过大,而其他的表没有什么压力。

3、总结:
hash取模方案 :没有热点问题,但扩容迁移数据痛苦 range方案 :不需要迁移数据,但有热点问题。

即不需要迁移数据,又能解决数据热点的问题呢?
还有一个现实需求,能否根据服务器的性能以及存储高低,适当均匀调整存储呢?

三、方案思路:
我们考虑一下数据的扩容代表着,路由key(如id)的值变大了,这个是一定的,那我们先保证数据变大的时候,首先用range方案让数据落地到一个范围里面 。这样以后id再变大,那以前的数据是不需要迁移的 。

但又要考虑到数据均匀 ,那是不是可以在一定的范围内数据均匀 的呢?因为我们每次的扩容肯定会事先设计好这次扩容的范围大小 ,我们只要保证这次的范围内的数据均匀 是不是就ok了。

四、方案设计

定义一个group组概念,这组里面包含了一些分库(DB_0)以及分表(Table_0)
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几个关键点
1)id=0~4000万肯定落到group01组中
2)group01组有3个DB,id如何路由到哪个DB?
3)根据hash取模定位DB,模数为所有此group组DB中总表数为10。
4)如id=12,id%10=2;那值为2。
5)一旦设计定位哪个DB后,就需要确定落到DB中的哪张表

核心流程
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id在【0,1000万】范围内的,1000万以内的id都均匀的分配到DB_0,DB_1,DB_2三个数据库中的Table_0表中

安排服务器时,有些服务器的性能高,存储高,就可以安排多存放些数据,有些性能低的就少放点数据。
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对10进行取模,如果hash值为【0,1,2,3】就路由到DB_0,【4,5,6】路由到DB_1,【7,8,9】路由到DB_2。
千万不要被DB_1或DB_2中table的范围也是0~4000万疑惑了,这个是范围区间,也就是id在哪些范围内,落地到哪个表而已。

上面就解决了热点的问题,以及可以按照服务器指标,设计数据量的分配。

五、扩容
扩容的时候再设计一个group02组,定义好此group的数据范围就ok了。
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因为是新增的一个group02组,所以就没有什么数据迁移概念,完全是新增的组,而且这个group组照样就防止了热点,也就是【4000万,5500万】的数据,都均匀分配到三个DB的table_0表中,【5500万~7000万】数据均匀分配到table_1表中。

六、系统设计
思路确定了,3张表,把group,DB,table之间建立好关联关系。
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查询三张关联表,可以保存到缓存中(本地jvm缓存),这样不会影响性能。

一旦需要扩容,小伙伴是不是要增加一下group02关联关系,那应用服务需要重新启动吗?
其实方案也很多,可以使用用zookeeper,也可以使用分布式配置,这里是比较推荐使用分布式配置中心的,可以将这些数据配置到分布式配置中心去。

标签:分库,基础,DB,订单,分表,数据,id,路由
From: https://www.cnblogs.com/gaoyanbing/p/18409681

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