为什么要分库分表？MySQL分库分表实践

马哥Linux运维 2023-11-25 1028

马哥Linux运维

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描述

一、为什么要分库分表

数据库架构演变

刚开始多数项目用单机数据库就够了，随着服务器流量越来越大，面对的请求也越来越多，我们做了数据库读写分离， 使用多个从库副本（Slave）负责读，使用主库（Master）负责写，master和slave通过主从复制实现数据同步更新，保持数据一致。slave 从库可以水平扩展，所以更多的读请求不成问题

但是当用户量级上升，写请求越来越多，怎么保证数据库的负载足够？增加一个Master是不能解决问题的， 因为数据要保存一致性，写操作需要2个master之间同步，相当于是重复了，而且架构设计更加复杂

这时需要用到分库分表（sharding），把库和表存放在不同的MySQL Server上，每台服务器可以均衡写请求的次数

二、库表太大产生的问题

单库太大：单库处理能力有限、所在服务器上的磁盘空间不足、遇到IO瓶颈，需要把单库切分成更多更小的库

单表太大：CRUD效率都很低，数据量太大导致索引文件过大，磁盘IO加载索引花费时间，导致查询超时。所以只用索引还是不行的，需要把单表切分成多个数据集更小的表。 MyCat提供的分表算法都在rule.xml，可以根据不同的分表算法进行拆分，比如根据时间拆分、一致性哈希、直接用主键对分表的个数取模等

拆分策略

单个库太大，先考虑是表多还是数据多：

如果因为表多而造成数据过多，则使用垂直拆分，即根据业务拆分成不同的库

如果因为单张表的数据量太大，则使用水平拆分，即把表的数据按照某种规则（mycat/conf/rule.xml定义的分表算法）拆分成多张表

分库分表的原则应该是先考虑垂直拆分，再考虑水平拆分

三、垂直拆分

分库分表和读写分离可以共同进行

1. 垂直分库

server.xml

 




123456
USERDB1,USERDB2






	 



	配置了USERDB1、USERDB2这两个逻辑库



	schema.xml



	 







  
   
  
  
    
    
  
  
    select user()
    
  
  
  
    select user()
    
  






	 



	两个逻辑库对应两个不同的数据节点，两个数据节点对应两个不同的物理机器



	Linux



	mytest1和mytest2分成了不同机器上的不同的库，各包含一部分表，它们原来是合在一块的，在一台机器上，现在做了垂直的拆分。


	客户端就需要去连接不同的逻辑库了，根据业务操作不同的逻辑库



	Linux



	然后配置了两个写库，两台机器把库平分了，分担了原来单机的压力。分库伴随着分表，从业务上对表拆分



	2. 垂直分表



	垂直分表，基于列字段进行。一般是针对几百列的这种大表，也避免查询时，数据量太大造成的“跨页”问题。



	一般是表中的字段较多，将不常用的， 数据较大，长度较长（比如text类型字段）的拆分到扩展表。访问频率较高的字段单独放在一张表



	四、水平分表



	针对数据量巨大的单张表（比如订单表），按照某种规则（RANGE、HASH取模等），切分到多张表里面去。但是这些表还是在同一个库中，所以库级别的数据库操作还是有IO瓶颈，不建议采用



	将单张表的数据切分到多个服务器上去，每个服务器具有一部分库与表，只是表中数据集合不同。水平分库分表能够有效的缓解单机和单库的性能瓶颈和压力，突破IO、连接数、硬件资源等的瓶颈



	分库分表可以和主从复制同时进行，但不基于主从复制；读写分离才基于主从复制



	1. 配置水平分表



	server.xml



	 





  123456
  USERDB






	 



	schema.xml



	 







  
  
    
 
    

  
  
  
    select user()
    
  
  
    select user()
    
  





	 



	Linux



	user表示一个普通的表，直接放在数据节点dn1上，放在一台机器上，这张表不用进行拆分



	student表的primaryKey是id，根据id拆分，放在dn1和dn2上，最终这个表要分在两台机器上，在物理上分开了，但是在逻辑上还是一个，往哪张表里增加，在2台机器上查询然后如何合并这些操作都是由mycat完成的



	拆分的规则是取模（mod - long)，每次插入用id模上存在的机器数（2）



	此外还需要在rule.xml中配置以下拆分算法



	找到算法mod-long，因为我们将逻辑表student分开映射到两台主机上，所以修改数据节点的数量为2



	Linux



	2. 测试水平分表



	Linux主机



	Linux



	Windows主机



	Linux



	登录到mycat的8066端口



	Linux



	使用MyCat给user表插入两条数据



	Linux



	由于schema.xml配置文件中，逻辑表user只在Linux主机的mytest1库中存在，mycat操作的逻辑表user会影响Linux主机上的物理表，而不会影响Windows主机上的表。我们分别查看一下Linux和Windows主机的user表：



	Linux



	Linux



	我们再通过MyCat给student表插入两条数据



	Linux



	我们知道schema.xml配置文件中，逻辑表student对应两台主机上的两个库mytest1、mytest2中的两张表，所以对逻辑表插入的两条数据，会实际影响到两张物理表（用id%机器数，决定插入到哪张物理表）。我们分别查看一下Linux和Windows主机的student表：



	Linux



	再通过MyCat插入id=3和id=4的数据，应该插入不同主机上的不同物理表



	Linux



	Linux



	这就相当于把student表进行水平拆分了



	通过MyCat查询的时候只需要正常输入就行，我们配置的是表拆分后放在这2个数据节点上，MyCat会根据配置在两个库上查询并进行数据合并



	Linux



	





	审核编辑：刘清

                                         
                    
                    
                

                
                
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