一步一步，娓娓道來。
一般來說，并發量大，吞吐量大的網際網路分層架構是怎麼樣的？
資料庫上層都有一個微服務，服務層記錄“業務庫”與“資料庫執行個體配置”的映射關系，通過資料庫連接配接池向資料庫路由sql語句。
如上圖所示，服務層配置使用者庫user對應的資料庫執行個體ip。
畫外音：其實是一個内網域名。
該分層架構，如何應對資料庫的高可用？
資料庫高可用，很常見的一種方式，使用雙主同步+keepalived+虛ip的方式進行。
如上圖所示，兩個互相同步的主庫使用相同的虛ip。
當主庫挂掉的時候，虛ip自動漂移到另一個主庫，整個過程對調用方透明，通過這種方式保證資料庫的高可用。
畫外音：關于高可用，《網際網路分層架構如何保證“高可用“？》專題介紹過，本文不再展開。
該分層架構，如何應對資料量的暴增？
随着資料量的增大，資料庫要進行水準切分，分庫後将資料分布到不同的資料庫執行個體（甚至實體機器）上，以達到降低資料量，增強性能的擴容目的。
如上圖所示，使用者庫user分布在兩個執行個體上，ip0和ip1，服務層通過使用者辨別uid取模的方式進行尋庫路由，模2餘0的通路ip0上的user庫，模2餘1的通路ip1上的user庫。
畫外音：此時，水準切分叢集的讀寫執行個體加倍，單個執行個體的資料量減半，性能增長可不止一倍。
綜上三點所述，大資料量，高可用的網際網路微服務分層的架構如下：
既有水準切分，又保證高可用。
如果資料量持續增大，2個庫性能扛不住了，該怎麼辦呢？
此時，需要繼續水準拆分，拆成更多的庫，降低單庫資料量，增加庫主庫執行個體（機器）數量，提高性能。
新的問題來了，分成n個庫後，随着資料量的增加，要增加到2*n個庫，資料庫如何擴容，資料能否平滑遷移，能夠持續對外提供服務，保證服務的可用性？
畫外音：你遇到過類似的問題麼？
停服擴容，是最容易想到的方案？
在讨論秒級平滑擴容方案之前，先簡要說明下停服務擴容的方案的步驟：
（1）站點挂一個公告“為了為廣大使用者提供更好的服務，本站點/遊戲将在今晚00:00-2:00之間更新，屆時将不能登入，使用者周知”；
畫外音：見過這樣的公告麼，實際上在遷移資料。
（2）微服務停止服務，資料庫不再有流量寫入；
（3）建立2*n個新庫，并做好高可用；
（4）寫一個小腳本進行資料遷移，把資料從n個庫裡select出來，insert到2*n個庫裡；
（5）修改微服務的資料庫路由配置，模n變為模2*n；
（6）微服務重新開機，連接配接新庫重新對外提供服務；
整個過程中，最耗時的是第四步資料遷移。
如果出現問題，如何進行復原？
如果資料遷移失敗，或者遷移後測試失敗，則将配置改回舊庫，恢複服務即可。
停服方案有什麼優劣？
優點：簡單。
缺點：
（1）需要停止服務，方案不高可用；
（2）技術同學壓力大，所有工作要在規定時間内完成，根據經驗，壓力越大約容易出錯；
畫外音：這一點很緻命。
（3）如果有問題第一時間沒檢查出來，啟動了服務，運作一段時間後再發現有問題，則難以復原，如果回檔會丢失一部分資料；
有沒有秒級實施、更平滑、更帥氣的方案呢？
再次看一眼擴容前的架構，分兩個庫，假設每個庫1億資料量，如何平滑擴容，增加執行個體數，降低單庫資料量呢？三個簡單步驟搞定。
步驟一：修改配置。
主要修改兩處：
資料庫執行個體所在的機器做雙虛ip：
（1）原%2=0的庫是虛ip0，現增加一個虛ip00；
（2）原%2=1的庫是虛ip1，現增加一個虛ip11；
修改服務的配置，将2個庫的資料庫配置，改為4個庫的資料庫配置，修改的時候要注意舊庫與新庫的映射關系：
（1）%2=0的庫，會變為%4=0與%4=2；
（2）%2=1的部分，會變為%4=1與%4=3；
畫外音：這樣能夠保證，依然路由到正确的資料。
步驟二：reload配置，執行個體擴容。
服務層reload配置，reload可能是這麼幾種方式：
（a）比較原始的，重新開機服務，讀新的配置檔案；
（b）進階一點的，配置中心給服務發信号，重讀配置檔案，重新初始化資料庫連接配接池；
不管哪種方式，reload之後，資料庫的執行個體擴容就完成了，原來是2個資料庫執行個體提供服務，現在變為4個資料庫執行個體提供服務，這個過程一般可以在秒級完成。
整個過程可以逐漸重新開機，對服務的正确性和可用性完全沒有影響：
（a）即使%2尋庫和%4尋庫同時存在，也不影響資料的正确性，因為此時仍然是雙主資料同步的；
（b）即使%4=0與%4=2的尋庫落到同一個資料庫執行個體上，也不影響資料的正确性，因為此時仍然是雙主資料同步的；
完成了執行個體的擴充，會發現每個資料庫的資料量依然沒有下降，是以第三個步驟還要做一些收尾工作。
畫外音：這一步，資料庫執行個體個數加倍了。
步驟三：收尾工作，資料收縮。
有這些一些收尾工作：
（a）把雙虛ip修改回單虛ip；
（b）解除舊的雙主同步，讓成對庫的資料不再同步增加；
（c）增加新的雙主同步，保證高可用；
（d）删除掉備援資料，例如：ip0裡%4=2的資料全部删除，隻為%4=0的資料提供服務；
畫外音：這一步，資料庫單執行個體資料量減半了。
總結
網際網路大資料量，高吞吐量，高可用微服務分層架構，資料庫實作秒級平滑擴容的三個步驟為：
（1）修改配置（雙虛ip，微服務資料庫路由）；
（2）reload配置，執行個體增倍完成；
（3）删除備援資料等收尾工作，資料量減半完成；
思路比結論重要，希望大家有收獲。
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