本文,将介绍数据库架构设计中的一些基本概念,常见问题以及对应解决方案,为了便于读者理解,将以“用户中心”数据库为例,讲解数据库架构设计的常见玩法。
一、用户中心用户中心是一个常见业务,主要提供用户注册、登录、信息查询与修改的服务,其核心元数据为:
User(uid, uname, passwd, sex, age,nickname, …)
其中:
- uid为用户ID,主键
- uname, passwd, sex, age, nickname, …等为用户的属性
数据库设计上,一般来说在业务初期,单库单表就能够搞定这个需求。
二、图示说明为了方便大家理解,后文图片说明较多,其中:
- “灰色”方框,表示service,服务
- “紫色”圆框,标识master,主库
- “粉色”圆框,表示slave,从库
最常见的架构设计如上:
- user-service:用户中心服务,对调用者提供友好的RPC接口
- user-db:一个库进行数据存储
什么是分组?
答:分组架构是最常见的一主多从,主从同步,读写分离数据库架构:
- user-service:依旧是用户中心服务
- user-db-M(master):主库,提供数据库写服务
- user-db-S(slave):从库,提供数据库读服务
主和从构成的数据库集群称为“组”。
分组有什么特点?
答:同一个组里的数据库集群:
- 主从之间通过binlog进行数据同步
- 多个实例数据库结构完全相同
- 多个实例存储的数据也完全相同,本质上是将数据进行复制
分组架构究竟解决什么问题?
答:大部分互联网业务读多写少,数据库的读往往最先成为性能瓶颈,如果希望:
- 线性提升数据库读性能
- 通过消除读写锁冲突提升数据库写性能
- 通过冗余从库实现数据的“读高可用”
此时可以使用分组架构,需要注意的是,分组架构中,数据库的主库依然是写单点。
一句话总结,分组解决的是“数据库读写高并发量高”问题,所实施的架构设计。
五、分片架构什么是分片?
答:分片架构是大伙常说的水平切分(sharding)数据库架构:
- user-service:依旧是用户中心服务
- user-db1:水平切分成2份中的第一份
- user-db2:水平切分成2份中的第二份
分片后,多个数据库实例也会构成一个数据库集群。
水平切分,到底是分库还是分表?
答:强烈建议分库,而不是分表,因为:
- 分表依然公用一个数据库文件,仍然有磁盘IO的竞争
- 分库能够很容易的将数据迁移到不同数据库实例,甚至数据库机器上,扩展性更好
水平切分,用什么算法?
答:常见的水平切分算法有“范围法”和“哈希法”: