今天終於把Mysql分庫分錶搞清楚了，面試可以吹牛了！

前言

公司最近在搞服務分離，資料切分方面的東西，因為單張包裹表的資料量實在是太大，並且還在以每天60W的量成長。

之前了解資料庫的分庫分錶，讀過幾篇博文，但就只知道個模糊概念， 而且現在回想起來什麼都是模模糊糊的。

今天看了一個下午的資料庫分庫分錶，看了很多文章，現在做個總結：

第一部分：實際網站發展過程中面臨的問題。

第二部分：有哪幾種切分方式，垂直和水平的區別和適用面。

第三部分：目前市面有的一些開源產品，技術，它們的優缺點是什麼。

第四部分：可能是最重要的，為什麼不建議水平分庫分錶！ ？這能讓你能在規劃前期謹慎的對待，避免掉切分造成的問題。

名詞解釋

#庫：database；表：table；分庫分錶：sharding

資料庫架構演進剛開始我們只用單機資料庫就夠了，隨後面對越來越多的請求，我們將資料庫的寫入操作和讀取操作進行分離， 使用多個從庫副本（Slaver Replication）負責讀取，使用主庫（Master ）負責寫， 從庫從主庫同步更新數據，保持數據一致。架構上就是資料庫主從同步。從庫可以水平擴展，所以更多的讀取請求不成問題。

但是當使用者量級上來後，寫入請求越來越多，該怎麼辦？加一個Master是不能解決問題的， 因為資料要保存一致性，寫入操作需要2個master之間同步，相當於重複了，而且更加複雜。

這時就需要用到分庫分錶（sharding），對寫入操作進行切分。

分庫分錶前的問題

任何問題都是太大或太小的問題，我們這裡面對的資料量太大的問題。

用戶請求量太大

因為單一伺服器TPS，內存，IO都是有限的。

解決方法：分散請求到多個伺服器上；其實用戶請求和執行一個sql查詢是本質是一樣的，都是請求一個資源，只是用戶請求還會經過網關，路由，http伺服器等。

單庫太大

單一資料庫處理能力有限;

單庫所在伺服器上磁碟空間不足；

單庫上操作的IO瓶頸

解決方法：切分成更多更小的函式庫

單表太大

CRUD都成問題；

索引膨脹，查詢逾時

解決方法：切分成多個資料集更小的表。

分庫分錶的方法

#一般就是垂直切分和水平切分，這是一個結果集描述的切分方式，是物理空間上的切分。

我們從面臨的問題，開始解決。

闡述：
首先是使用者請求量太大，我們就堆機器搞定（這不是本文重點）
然後是單一函式庫太大，這時我們要看是因為表多而導致資料多，還是因為單張表裡面的資料多。
如果是因為表格多而資料多，使用垂直切分，依業務切分成不同的函式庫。
如果是因為單張表的資料量太大，這時要用水平切分，即把表的資料以某種規則切分成多張表，甚至多個庫上的多張表。

分庫分錶的順序應該是先垂直分，後水平分。因為垂直分比較簡單，更符合我們處理現實世界問題的方式。

垂直拆分

垂直分錶

#也就是“大表拆小表”，基於列欄位進行的。一般是表格中的欄位較多，將不常用的， 資料較大，長度較長（如text類型欄位）的分割到「擴充表」。一般是針對那種幾百列的大表，也避免查詢時，資料量太大造成的「跨頁」問題。

垂直分庫

垂直分庫針對的是一個系統中的不同業務進行拆分，例如使用者User一個庫，商品Producet一個庫，訂單Order一個庫。切分後，要放在多個伺服器上，而不是一個伺服器上。為什麼？我們想像一下，購物網站對外提供服務，會有用戶，商品，訂單等的CRUD。在沒拆分前，全部都是落到單一的庫上的，這會讓資料庫的單庫處理能力成為瓶頸。按垂直分庫後，如果還是放在一個資料庫伺服器上， 隨著使用者量增大，這會讓單一資料庫的處理能力成為瓶頸，還有單一伺服器的磁碟空間，內存，tps等非常吃緊。所以我們要分割到多個伺服器上，這樣上面的問題都解決了，以後也不會面對單機資源問題。

資料庫業務層面的拆分，和服務的治理，降級機制類似，也能對不同業務的資料分別的進行管理，維護，監控，擴展等。資料庫往往最容易成為應用系統的瓶頸，而資料庫本身屬於有狀態的，相對於Web和應用程式伺服器來講，是比較難實現橫向擴充的。資料庫的連線資源較寶貴且單機處理能力也有限，在高並發場景下，垂直分庫一定程度上能夠突破IO、連線數及單機硬體資源的瓶頸。

水平分割

水平分錶

#針對資料量龐大的單張表（例如訂單表），依照某種規則（RANGE,HASH取模等），切分到多張表裡面去。但這些表還是在同一個庫中，所以庫層級的資料庫操作還是有IO瓶頸。不建議採用。

水平分庫分錶

將單張表的資料切分到多個伺服器上去，每個伺服器具有對應的庫與表，只是表中資料集合不同。水平分庫分錶能夠有效的緩解單機和單庫的效能瓶頸和壓力，突破IO、連線數、硬體資源等的瓶頸。

水平分庫分錶切分規則

• RANGE

  從0到10000一個表，10001到20000一個表；

• HASH取模

  一個商場系統，一般都是將用戶，訂單作為主表，然後將和它們相關的作為附表，這樣不會造成跨庫事務之類的問題。取用戶id，然後hash取模，分配到不同的資料庫。

• 地理區域

  例如依照華東，華南，華北這樣來區分業務，七牛雲應該就是如此。

• 時間

  依照時間切分，就是將6個月前，甚至一年前的資料切出去放到另外的一張表，因為隨著時間流逝，這些表的資料被查詢的機率變小，所以沒必要和「熱資料」放在一起，這個也是「冷熱資料分離」。

分庫分錶後面臨的問題

#交易支援

分庫分錶後，就成了分散式事務了。

如果依賴資料庫本身的分散式事務管理功能去執行事務，將付出高昂的效能代價；如果由應用程式去協助控制，形成程式邏輯上的事務，又會造成程式設計方面的負擔。

多庫結果集合並（group by，order by）

類似於group by，order by這樣的分組和排序語句無法使用​​

跨庫join

分庫分錶後表之間的關聯操作將受到限制，我們無法join位於不同分庫的表，也無法join分錶粒度不同的表， 結果原本一次查詢能夠完成的業務，可能需要多次查詢才能完成。粗略的解決方法：全局表：基礎數據，所有庫都拷貝一份。字段冗餘：這樣有些字段就不用join去查詢了。系統層組裝：分別查詢出所有，然後組裝起來，較複雜。

分庫分錶方案產品

目前市面上的分庫分錶中間件相對較多，其中基於代理方式的有 MySQL Proxy和Amoeba， 基於Hibernate框架的是Hibernate Shards，基於jdbc的有當當sharding-jdbc， 基於mybatis的類似maven插件式的有蘑菇街的蘑菇街TSharding， 透過重寫spring的ibatis template類別的Cobar Client。

還有一些大公司的開源產品：

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我是程式設計師青戈，一個愛生活、愛分享的90後程式設計師。

本期關於Mysql分庫分庫分錶的介紹和解決方案介紹到這裡，希望能幫助到大家，後續更多Java面試類的文章請持續關注公眾號Java學習指南。

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