海量数据下分库分表最优方案


海量数据下分库分表最优方案

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移动互联网时代,海量的用户每天产生海量的数量,比如:
  • 用户表
  • 订单表
  • 交易流水表
以支付宝用户为例,8亿;微信用户更是10亿 。订单表更夸张,比如美团外卖,每天都是几千万的订单 。淘宝的历史订单总量应该百亿,甚至千亿级别,这些海量数据远不是一张表能Hold住的 。事实上MySQL单表可以存储10亿级数据,只是这时候性能比较差,业界公认MySQL单表容量在1KW以下是最佳状态,因为这时它的BTREE索引树高在3~5之间 。
既然一张表无法搞定,那么就想办法将数据放到多个地方,目前比较普遍的方案有3个:
  1. 分区;
  2. 分库分表;
  3. NoSQL/NewSQL;
说明:只分库,或者只分表,或者分库分表融合方案都统一认为是分库分表方案,因为分库,或者分表只是一种特殊的分库分表而已 。NoSQL比较具有代表性的是MongoDB,es 。NewSQL比较具有代表性的是TiDB 。
【海量数据下分库分表最优方案】Why Not NoSQL/NewSQL?
首先,为什么不选择第三种方案NoSQL/NewSQL,我认为主要是RDBMS有以下几个优点:
- RDBMS生态完善;
- RDBMS绝对稳定;
- RDBMS的事务特性;
NoSQL/NewSQL作为新生儿,在我们把可靠性当做首要考察对象时,它是无法与RDBMS相提并论的 。RDBMS发展几十年,只要有软件的地方,它都是核心存储的首选 。
目前绝大部分公司的核心数据都是:以RDBMS存储为主,NoSQL/NewSQL存储为辅!互联网公司又以MySQL为主,国企&银行等不差钱的企业以Oracle/DB2为主!NoSQL/NewSQL宣传的无论多牛逼,就现在各大公司对它的定位,都是RDBMS的补充,而不是取而代之!
Why Not 分区?
我们再看分区表方案 。了解这个方案之前,先了解它的原理:
分区表是由多个相关的底层表实现,这些底层表也是由句柄对象表示,所以我们也可以直接访问各个分区,存储引擎管理分区的各个底层表和管理普通表一样(所有的底层表都必须使用相同的存储引擎),分区表的索引只是在各个底层表上各自加上一个相同的索引,从存储引擎的角度来看,底层表和一个普通表没有任何不同,存储引擎也无须知道这是一个普通表还是一个分区表的一部分 。
事实上,这个方案也不错,它对用户屏蔽了sharding的细节,即使查询条件没有sharding column,它也能正常工作(只是这时候性能一般) 。不过它的缺点很明显:很多的资源都受到单机的限制,例如连接数,网络吞吐等!虽然每个分区可以独立存储,但是分区表的总入口还是一个MySQL示例 。从而导致它的并发能力非常一般,远远达不到互联网高并发的要求!
至于网上提到的一些其他缺点比如:无法使用外键,不支持全文索引 。我认为这都不算缺点,21世纪的项目如果还是使用外键和数据库的全文索引,我都懒得吐槽了!
所以,如果使用分区表,你的业务应该具备如下两个特点:
  1. 数据不是海量(分区数有限,存储能力就有限);
  2. 并发能力要求不高;
Why 分库分表?
最后要介绍的就是目前互联网行业处理海量数据的通用方法:分库分表 。
虽然大家都是采用分库分表方案来处理海量核心数据,但是还没有一个一统江湖的中间件,笔者这里列举一些有一定知名度的分库分表中间件:
  • 阿里的TDDL,DRDS和cobar,
  • 开源社区的sharding-jdbc(3.x已经更名为sharding-sphere);
  • 民间组织的MyCAT;
  • 360的Atlas;
  • 美团的zebra;
备注:sharding-jdbc的作者张亮大神原来在当当,现在在京东金融 。但是sharding-jdbc的版权属于开源社区,不是公司的,也不是张亮个人的!
其他比如网易,58,京东等公司都有自研的中间件 。总之各自为战,也可以说是百花齐放 。
但是这么多的分库分表中间件全部可以归结为两大类型:
  • CLIENT模式;
  • PROXY模式;
CLIENT模式代表有阿里的TDDL,开源社区的sharding-jdbc(sharding-jdbc的3.x版本即sharding-sphere已经支持了proxy模式) 。架构如下:
海量数据下分库分表最优方案

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client arch
PROXY模式代表有阿里的cobar,民间组织的MyCAT 。架构如下:
海量数据下分库分表最优方案

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proxy arch
但是,无论是CLIENT模式,还是PROXY模式 。几个核心的步骤是一样的:SQL解析,重写,路由,执行,结果归并 。


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