寫(xiě)在最前:

本文主要描述在網(wǎng)站的不同的并發(fā)訪問(wèn)量級(jí)下，Mysql架構(gòu)的演變

可擴(kuò)展性

架構(gòu)的可擴(kuò)展性往往和并發(fā)是息息相關(guān)，沒(méi)有并發(fā)的增長(zhǎng)，也就沒(méi)有必要做高可擴(kuò)展性的架構(gòu)，這里對(duì)可擴(kuò)展性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹一下，常用的擴(kuò)展手段有以下兩種

Scale-up : 縱向擴(kuò)展，通過(guò)替換為更好的機(jī)器和資源來(lái)實(shí)現(xiàn)伸縮，提升服務(wù)能力

Scale-out : 橫向擴(kuò)展, 通過(guò)加節(jié)點(diǎn)（機(jī)器）來(lái)實(shí)現(xiàn)伸縮，提升服務(wù)能力

對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的高并發(fā)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，無(wú)疑Scale out才是出路，通過(guò)縱向的買(mǎi)更高端的機(jī)器一直是我們所避諱的問(wèn)題，也不是長(zhǎng)久之計(jì)，在scale out的理論下，可擴(kuò)展性的理想狀態(tài)是什么？

可擴(kuò)展性的理想狀態(tài)

一個(gè)服務(wù)，當(dāng)面臨更高的并發(fā)的時(shí)候，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單增加機(jī)器來(lái)提升服務(wù)支撐的并發(fā)度，且增加機(jī)器過(guò)程中對(duì)線上服務(wù)無(wú)影響(no down time)，這就是可擴(kuò)展性的理想狀態(tài)！

　架構(gòu)的演變V1.0 簡(jiǎn)單網(wǎng)站架構(gòu)

一個(gè)簡(jiǎn)單的小型網(wǎng)站或者應(yīng)用背后的架構(gòu)可以非常簡(jiǎn)單, 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)只需要一個(gè)mysql instance就能滿足數(shù)據(jù)讀取和寫(xiě)入需求（這里忽略掉了數(shù)據(jù)備份的實(shí)例），處于這個(gè)時(shí)間段的網(wǎng)站，一般會(huì)把所有的信息存到一個(gè)database instance里面。

在這樣的架構(gòu)下，我們來(lái)看看數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的瓶頸是什么？

1.數(shù)據(jù)量的總大小 一個(gè)機(jī)器放不下時(shí)

2.數(shù)據(jù)的索引（B+ Tree）一個(gè)機(jī)器的內(nèi)存放不下時(shí)

3.訪問(wèn)量(讀寫(xiě)混合)一個(gè)實(shí)例不能承受

只有當(dāng)以上3件事情任何一件或多件滿足時(shí)，我們才需要考慮往下一級(jí)演變。 從此我們可以看出，事實(shí)上對(duì)于很多小公司小應(yīng)用，這種架構(gòu)已經(jīng)足夠滿足他們的需求了，初期數(shù)據(jù)量的準(zhǔn)確評(píng)估是杜絕過(guò)度設(shè)計(jì)很重要的一環(huán)，畢竟沒(méi)有人愿意為不可能發(fā)生的事情而浪費(fèi)自己的經(jīng)歷。

這里簡(jiǎn)單舉個(gè)我的例子，對(duì)于用戶信息這類(lèi)表 （3個(gè)索引），16G內(nèi)存能放下大概2000W行數(shù)據(jù)的索引，簡(jiǎn)單的讀和寫(xiě)混合訪問(wèn)量3000/s左右沒(méi)有問(wèn)題，你的應(yīng)用場(chǎng)景是否

V2.0 垂直拆分

一般當(dāng)V1.0 遇到瓶頸時(shí)，首先最簡(jiǎn)便的拆分方法就是垂直拆分，何謂垂直？就是從業(yè)務(wù)角度來(lái)看，將關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的數(shù)據(jù)拆分到不同的instance上，從而達(dá)到消除瓶頸的目標(biāo)。以圖中的為例，將用戶信息數(shù)據(jù)，和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)拆分到不同的三個(gè)實(shí)例上。對(duì)于重復(fù)讀類(lèi)型比較多的場(chǎng)景，我們還可以加一層cache，來(lái)減少對(duì)DB的壓力。

在這樣的架構(gòu)下，我們來(lái)看看數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的瓶頸是什么？

1.單實(shí)例單業(yè)務(wù) 依然存在V1.0所述瓶頸

遇到瓶頸時(shí)可以考慮往本文更高V版本升級(jí), 若是讀請(qǐng)求導(dǎo)致達(dá)到性能瓶頸可以考慮往V3.0升級(jí)， 其他瓶頸考慮往V4.0升級(jí)

V3.0 主從架構(gòu)

此類(lèi)架構(gòu)主要解決V2.0架構(gòu)下的讀問(wèn)題，通過(guò)給Instance掛數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份的思路來(lái)遷移讀取的壓力，在Mysql的場(chǎng)景下就是通過(guò)主從結(jié)構(gòu)，主庫(kù)抗寫(xiě)壓力，通過(guò)從庫(kù)來(lái)分擔(dān)讀壓力，對(duì)于寫(xiě)少讀多的應(yīng)用，V3.0主從架構(gòu)完全能夠勝任

在這樣的架構(gòu)下，我們來(lái)看看數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的瓶頸是什么？

1.寫(xiě)入量主庫(kù)不能承受

V4.0 水平拆分

對(duì)于V2.0 V3.0方案遇到瓶頸時(shí)，都可以通過(guò)水平拆分來(lái)解決，水平拆分和垂直拆分有較大區(qū)別，垂直拆分拆完的結(jié)果，在一個(gè)實(shí)例上是擁有全量數(shù)據(jù)的，而水平拆分之后，任何實(shí)例都只有全量的1/n的數(shù)據(jù)，以下圖Userinfo的拆分為例，將userinfo拆分為3個(gè)cluster，每個(gè)cluster持有總量的1/3數(shù)據(jù)，3個(gè)cluster數(shù)據(jù)的總和等于一份完整數(shù)據(jù)（注：這里不再叫單個(gè)實(shí)例 而是叫一個(gè)cluster 代表包含主從的一個(gè)小mysql集群）

數(shù)據(jù)如何路由？1.Range拆分

sharding key按連續(xù)區(qū)間段路由，一般用在有嚴(yán)格自增ID需求的場(chǎng)景上，如Userid, Userid Range的小例子：以u(píng)serid 3000W 為Range進(jìn)行拆分 1號(hào)cluster userid 1-3000W 2號(hào)cluster userid 3001W-6000W

2.List拆分

List拆分與Range拆分思路一樣，都是通過(guò)給不同的sharding key來(lái)路由到不同的cluster,但是具體方法有些不同,List主要用來(lái)做sharding key不是連續(xù)區(qū)間的序列落到一個(gè)cluster的情況，如以下場(chǎng)景：假定有20個(gè)音像店，分布在4個(gè)有經(jīng)銷(xiāo)權(quán)的地區(qū)，如下表所示：

地區(qū)

商店ID 號(hào)

北區(qū)

3, 5, 6, 9, 17

東區(qū)

1, 2, 10, 11, 19, 20

西區(qū)

4, 12, 13, 14, 18

中心區(qū)

7, 8, 15, 16