数据库架构举例说明

2022-04-10 数据库架构

本文以MySQL数据库为例说明。
一、数据库架构原则有以下几种：
1、高可用
2、高性能
3、一致性
4、扩展性
二、常见的架构方案：

方案一：主备架构，只有主库提供读写服务，备库冗余作故障转移用

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方案二：双主架构，两个主库同时提供服务，负载均衡

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方案三：主从架构，一主多从，读写分离

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方案四：双主+主从架构，看似完美的方案

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三、弊端解决方案
任何方案都有弊端，有了弊端就要有应对方案。

第一类：主库和从库一致性解决方案

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下面是解决数据不一致性产生的原因：
1、直接忽略，如果业务允许延时存在，那么就不去管它。
2、强制读主，采用主备架构方案，读写都走主库。用缓存来扩展数据库读性能。有一点需要知道：如果缓存挂了，可能会产生雪崩现象，不过一般分布式缓存都是高可用的。
3、选择读主，写操作时根据库+表+业务特征生成一个key放到Cache里并设置超时时间（大于等于主从数据同步时间）。读请求时，同样的方式生成key先去查Cache，再判断是否命中。若命中，则读主库，否则读从库。代价是多了一次缓存读写，基本可以忽略。
4、半同步复制，等主从同步完成，写请求才返回。就是大家常说的“半同步复制”semi-sync 。这可以利用数据库原生功能，实现比较简单。代价是写请求时延增长，吞吐量降低。
5、数据库中间件，引入开源（mycat等）或自研的数据库中间层。个人理解，思路同选择读主。数据库中间件的成本比较高，并且还多引入了一层。

第二类：DB和缓存一致性解决方案

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下面是常用的缓存使用方式：
第一步：淘汰缓存；
第二步：写入数据库；
第三步：读取缓存？返回：读取数据库；
【数据库架构举例说明】第四步：读取数据库后写入缓存。
四、总结
1、架构演变历史

架构演变一：方案一 -> 方案一+分库分表 -> 方案二+分库分表 -> 方案四+分库分表；
架构演变二：方案一 -> 方案一+分库分表 -> 方案三+分库分表 -> 方案四+分库分表；
架构演变三：方案一 -> 方案二 -> 方案四 -> 方案四+分库分表；
架构演变四：方案一 -> 方案三 -> 方案四 -> 方案四+分库分表；

2、个人见解

加缓存和索引是通用的提升数据库性能的方式；
分库分表带来的好处是巨大的，但同样也会带来一些问题。
不管是主备+分库分表还是主从+读写分离+分库分表，都要考虑具体的业务场景。

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