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一、資料庫瓶頸
不管是IO瓶頸，還是CPU瓶頸，最終都會導緻資料庫的活躍連接配接數增加，進而逼近甚至達到資料庫可承載活躍連接配接數的門檻值。在業務Service來看就是，可用資料庫連接配接少甚至無連接配接可用。接下來就可以想象了吧（并發量、吞吐量、崩潰）。
1、IO瓶頸
第一種：磁盤讀IO瓶頸，熱點資料太多，資料庫緩存放不下，每次查詢時會産生大量的IO，降低查詢速度 -> 分庫和垂直分表。
第二種：網絡IO瓶頸，請求的資料太多，網絡帶寬不夠 -> 分庫。
2、CPU瓶頸
第一種：SQL問題，如SQL中包含join，group by，order by，非索引字段條件查詢等，增加CPU運算的操作 -> SQL優化，建立合适的索引，在業務Service層進行業務計算。
第二種：單表資料量太大，查詢時掃描的行太多，SQL效率低，CPU率先出現瓶頸 -> 水準分表。
二、分庫分表
1、水準分庫
概念：以字段為依據，按照一定政策（hash、range等），将一個庫中的資料拆分到多個庫中。
結果：
- 每個庫的結構都一樣；
- 每個庫的資料都不一樣，沒有交集；
- 所有庫的并集是全量資料；
場景：系統絕對并發量上來了，分表難以根本上解決問題，并且還沒有明顯的業務歸屬來垂直分庫。
分析：庫多了，io和cpu的壓力自然可以成倍緩解。
2、水準分表
概念：以字段為依據，按照一定政策（hash、range等），将一個表中的資料拆分到多個表中。
- 每個表的結構都一樣；
- 每個表的資料都不一樣，沒有交集；
- 所有表的并集是全量資料；
場景：系統絕對并發量并沒有上來，隻是單表的資料量太多，影響了SQL效率，加重了CPU負擔，以至于成為瓶頸。推薦：一次SQL查詢優化原理分析
分析：表的資料量少了，單次SQL執行效率高，自然減輕了CPU的負擔。
3、垂直分庫
概念：以表為依據，按照業務歸屬不同，将不同的表拆分到不同的庫中。
- 每個庫的結構都不一樣；
- 每個庫的資料也不一樣，沒有交集；
場景：系統絕對并發量上來了，并且可以抽象出單獨的業務子產品。
分析：到這一步，基本上就可以服務化了。
例如，随着業務的發展一些公用的配置表、字典表等越來越多，這時可以将這些表拆到單獨的庫中，甚至可以服務化。再有，随着業務的發展孵化出了一套業務模式，這時可以将相關的表拆到單獨的庫中，甚至可以服務化。
4、垂直分表
概念：以字段為依據，按照字段的活躍性，将表中字段拆到不同的表（主表和擴充表）中。
- 每個表的結構都不一樣；
- 每個表的資料也不一樣，一般來說，每個表的字段至少有一列交集，一般是主鍵，用于關聯資料；
場景：系統絕對并發量并沒有上來，表的記錄并不多，但是字段多，并且熱點資料和非熱點資料在一起，單行資料所需的存儲空間較大。以至于資料庫緩存的資料行減少，查詢時會去讀磁盤資料産生大量的随機讀IO，産生IO瓶頸。
分析：可以用清單頁和詳情頁來幫助了解。垂直分表的拆分原則是将熱點資料（可能會備援經常一起查詢的資料）放在一起作為主表，非熱點資料放在一起作為擴充表。這樣更多的熱點資料就能被緩存下來，進而減少了随機讀IO。拆了之後，要想獲得全部資料就需要關聯兩個表來取資料。
但記住，千萬别用join，因為join不僅會增加CPU負擔并且會講兩個表耦合在一起（必須在一個資料庫執行個體上）。關聯資料，應該在業務Service層做文章，分别擷取主表和擴充表資料然後用關聯字段關聯得到全部資料。
三、分庫分表工具
- sharding-sphere：jar，前身是sharding-jdbc；
- TDDL：jar，Taobao Distribute Data Layer；
- Mycat：中間件。
注：工具的利弊，請自行調研，官網和社群優先。
四、分庫分表步驟
根據容量（目前容量和增長量）評估分庫或分表個數 -> 選key（均勻）-> 分表規則（hash或range等）-> 執行（一般雙寫）-> 擴容問題（盡量減少資料的移動）。
五、分庫分表問題
1、非partition key的查詢問題
基于水準分庫分表，拆分政策為常用的hash法。
端上除了partition key隻有一個非partition key作為條件查詢
映射法
基因法
注：寫入時，基因法生成user_id，如圖。關于xbit基因，例如要分8張表，23=8，故x取3，即3bit基因。根據user_id查詢時可直接取模路由到對應的分庫或分表。
根據user_name查詢時，先通過user_name_code生成函數生成user_name_code再對其取模路由到對應的分庫或分表。id生成常用snowflake算法。
端上除了partition key不止一個非partition key作為條件查詢
備援法
注：按照order_id或buyer_id查詢時路由到db_o_buyer庫中，按照seller_id查詢時路由到db_o_seller庫中。感覺有點本末倒置！有其他好的辦法嗎？改變技術棧呢？
背景除了partition key還有各種非partition key組合條件查詢
NoSQL法
2、非partition key跨庫跨表分頁查詢問題
注：用NoSQL法解決（ES等）。
3、擴容問題
水準擴容庫（更新從庫法）
注：擴容是成倍的。
水準擴容表（雙寫遷移法）
- 第一步：（同步雙寫）修改應用配置和代碼，加上雙寫，部署；
- 第二步：（同步雙寫）将老庫中的老資料複制到新庫中；
- 第三步：（同步雙寫）以老庫為準校對新庫中的老資料；
- 第四步：（同步雙寫）修改應用配置和代碼，去掉雙寫，部署；
注：雙寫是通用方案。
六、分庫分表總結
- 分庫分表，首先得知道瓶頸在哪裡，然後才能合理地拆分（分庫還是分表？水準還是垂直？分幾個？）。且不可為了分庫分表而拆分。
- 選key很重要，既要考慮到拆分均勻，也要考慮到非partition key的查詢。
- 隻要能滿足需求，拆分規則越簡單越好。
七、分庫分表示例
示例GitHub位址：https://github.com/littlecharacter4s/study-sharding