一.数据库瓶颈

1.1IO瓶颈

第一种:磁盘读IO瓶颈,热点数据太多,数据库缓存放不下,每次查询时会产生大量的IO -> 分库和垂直分表

第二种:网络IO瓶颈,请求的数据太多,网络带宽不够 -> 分库

1.2CPU瓶颈

第一种:SQL问题,如SQL中包含join,group by,order by,非索引字段条件查询等,增加CPU运算的操作 -> SQL优化,建立合适的索引,在业务Service层进行业务计算。

第二种:单表数据量太大,查询时扫描的行太多,SQL效率低,CPU率先出现瓶颈 -> 水直分表。

二.分表分库

2.1水平分库

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_分表

   

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_分表_02

1. 以字段为依据,按照一定策略(hash、range等),将一个库中的数据拆分到多个库中。

2. 结果:

每个库的结构都一样;

每个库的数据都不一样,没有交集;

所有库的并集是全量数据;

3.场景:系统绝对并发量上来了,分表难以根本上解决问题,并且还没有明显的业务归属来垂直分库。

4.分析:库多了,io和cpu的压力自然可以成倍缓解。

2.2水平分表

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_MySQL 分库分表分区分片_03

1.概念:以字段为依据,按照一定策略(hash、range等),将一个表中的数据拆分到多个表中。

2.结果:

每个表的结构都一样;

每个表的数据都不一样,没有交集;

所有表的并集是全量数据;

3.场景:系统绝对并发量并没有上来,只是单表的数据量太多,影响了SQL效率,加重了CPU负担,以至于成为瓶颈。

4.分析:表的数据量少了,单次SQL执行效率高,自然减轻了CPU的负担。

2.3垂直分库

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_数据_04

1.概念:以表为依据,按照业务归属不同,将不同的表拆分到不同的库中。

2.结果:

每个库的结构都不一样;

每个库的数据也不一样,没有交集;

所有库的并集是全量数据;

3.场景:系统绝对并发量上来了,并且可以抽象出单独的业务模块。

4.分析:到这一步,基本上就可以服务化了。例如,随着业务的发展一些公用的配置表、字典表等越来越多,这时可以将这些表拆到单独的库中,甚至可以服务化。再有,随着业务的发展孵化出了一套业务模式,这时可以将相关的表拆到单独的库中,甚至可以服务化。

2.3垂直分表

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_分表_05

1.概念:以字段为依据,按照字段的活跃性,将表中字段拆到不同的表(主表和扩展表)中。

2.结果:

每个表的结构都不一样;

每个表的数据也不一样,一般来说,每个表的字段至少有一列交集,一般是主键,用于关联数据;

所有表的并集是全量数据;

3.场景:系统绝对并发量并没有上来,表的记录并不多,但是字段多,并且热点数据和非热点数据在一起,单行数据所需的存储空间较大。以至于数据库缓存的数据行减少,查询时会去读磁盘数据产生大量的随机读IO,产生IO瓶颈。

4.分析:可以用列表页和详情页来帮助理解。垂直分表的拆分原则是将热点数据(可能会冗余经常一起查询的数据)放在一起作为主表,非热点数据放在一起作为扩展表。这样更多的热点数据就能被缓存下来,进而减少了随机读IO。拆了之后,要想获得全部数据就需要关联两个表来取数据。但记住,千万别用join,因为join不仅会增加CPU负担并且会讲两个表耦合在一起(必须在一个数据库实例上)。关联数据,应该在业务Service层做文章,分别获取主表和扩展表数据然后用关联字段关联得到全部数据。

三.分表分库的工具

sharding-sphere:jar,前身是sharding-jdbc;

TDDL:jar,Taobao Distribute Data Layer;

Mycat:中间件。

本文只介绍Mycat工具。

3.1Mycat简介

Mycat的安装其实只要解压下载的目录就可以了,非常简单。安装完成后,目录如下:

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_MySQL 分库分表分区分片_06

Mycat的配置文件都在conf目录里面,这里介绍几个常用的文件:

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_MySQL 分库分表分区分片_07

Mycat的架构其实很好理解,Mycat是代理,Mycat后面就是物理数据库。和Web服务器的Nginx类似。对于使用者来说,访问的都是Mycat,不会接触到后端的数据库。

我们现在做一个主从、读写分离,简单分表的示例。结构如下图:

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_字段_08

server.xml

test

lunch

false

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_分表_09

schema.xml

schema.xml是最主要的配置项,首先看我的配置文件。

select user();

select user();

说明:

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_分表_10

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_mysql分表分库实现_11

MySQL 分库分表分区分片 mysql分表分库技术 实现_字段_12

数据库分表分库:

配置如下:

select user();

select user();

我在192.168.0.3、192.168.0.4均有数据库lunch。

lunchmenu、restaurant、userlunch、users这些表都只写入节点dn1,也就是192.168.0.3这个服务,而dictionary写入了dn1、dn2两个节点,也就是192.168.0.3、192.168.0.4这两台服务器。分片的规则为:mod-long。

主要关注rule属性,rule属性的内容来源于rule.xml这个文件,Mycat支持10种分表分库的规则,基本能满足你所需要的要求,这个必须赞一个,其他数据库中间件好像都没有这么多。

table中的rule属性对应的就是rule.xml文件中tableRule的name,具体有哪些分表和分库的实现,建议还是看下文档。我这里选择的mod-long就是将数据平均拆分。因为我后端是两台物理库,所以rule.xml中mod-long对应的function count为2,见下面部分代码:

id

mod-long

2

数据库读写分离

select user();

3.2My的使用

##启动

mycat start

##停止

mycat stop

##重启

mycat restart