分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点( 二 )


hash是可以解决数据均匀的问题,range可以解决数据迁移问题,那我们可以不可以两者相结合呢?利用这两者的特性呢?
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
我们先定义一个group组概念,这组里面包含了一些分库以及分表,如下图:

分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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上图有几个关键点:
  • id=0~4000万肯定落到group01组中 。
  • group01组有3个DB,那一个id如何路由到哪个DB?
  • 根据hash取模定位DB,那模数为多少?模数要为所有此group组DB中的表数,上图总表数为10 。为什么要去表的总数?而不是DB总数3呢?
  • 如id=12,id%10=2;那值为2,落到哪个DB库呢?这是设计是前期设定好的,那怎么设定的呢?
一旦设计定位哪个DB后,就需要确定落到DB中的哪张表呢?
五、核心主流程
分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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按照上面的流程,我们就可以根据此规则,定位一个id,我们看看有没有避免热点问题 。
我们看一下,id在【0,1000万】范围内的,根据上面的流程设计,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,为什么可以均匀,因为我们用了hash的方案,对10进行取模 。
上面我们也提了疑问,为什么对表的总数10取模,而不是DB的总数3进行取模?我们看一下为什么DB_0是4张表,其他两个DB_1是3张表?
在我们安排服务器时,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 。如果我们取模是按照DB总数3,进行取模,那就代表着【0,4000万】的数据是平均分配到3个DB中的,那就不能够实现按照服务器能力适当分配了 。
按照Table总数10就能够达到,看如何达到:
分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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上图中我们对10进行取模,如果值为【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 。
现在小伙伴们有没有理解,这样的设计就可以把多一点的数据放到DB_0中,其他2个DB数据量就可以少一点 。DB_0承担了4/10的数据量,DB_1承担了3/10的数据量,DB_2也承担了3/10的数据量 。整个Group01承担了【0,4000万】的数据量 。
注意: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 。
上面一大段的介绍,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 。
六、如何扩容
其实上面设计思路理解了,扩容就已经出来了,那就是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 。
分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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因为是新增的一个group01组,所以就没有什么数据迁移概念,完全是新增的group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 。
七、系统设计
思路确定了,设计是比较简单的,就3张表,把group、DB、table之间建立好关联关系就行了 。
group和DB的关系:
分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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table和db的关系:
分库分表这样做,永不迁移数据且避免热点

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上面的表关联其实是比较简单的,只要原理思路理顺了,就ok了 。小伙伴们在开发的时候不要每次都去查询三张关联表,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?
简单点的话,就凌晨配置,重启应用服务就行了 。但如果是大型公司,是不允许的,因为凌晨也有订单的 。那怎么办呢?本地jvm缓存怎么更新呢?
其实方案也很多,可以使用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 。


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