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分库分表之拆分键设计(分表分库工具)

nanyue 2024-07-18 22:32:46 技术文章 5 ℃

在处理大规模数据库时,为了提高性能和可扩展性,我们常常需要将一个庞大的数据库拆分成多个小库或小表。这个过程被称为分库分表,拆分键的设计是这一过程中的关键决策。根据业务需求和数据访问模式,我们可以选择合适的拆分键,以实现数据库架构的优化,保证系统的高性能和高可用性。

在水平拆分中,我们将一个库或一个表扩展为多个库或表,每个库或表包含数据库的一部分数据。这种拆分方法适用于数据量较大且数据分布均匀的情况。

而在垂直拆分中,我们将数据库和表拆分为多个独立的库或表,每个库或表中保存了数据库的一部分数据。这种拆分方法适用于数据量较小且数据结构相对固定的场景。 在关系数据库中,当单个库的负载、连接数、并发数等达到数据库的最大上限时,就需要考虑进行数据库和表的拆分。例如,在电商场景中,随着业务的发展和用户量的增长,单数据库可能无法支撑业务需求。此时,我们可以将用户、商品、订单等数据拆分为多个独立的数据库或表中。 垂直拆分是将数据库和表按照特定的字段进行拆分,例如将用户信息、商品信息和订单信息分别存储在不同的数据库或表中。这种拆分方法可以减少数据冗余,提高数据的一致性和完整性。

水平拆分则是将一个库或一个表中的数据按照特定的规则进行拆分,每个拆分后的库或表中保存一部分数据。例如,在电商场景中,我们可以按照订单编号进行水平拆分,将同一个订单的信息存储在不同的数据库或表中。 在进行数据库拆分时,我们需要注意拆分键的选择和数据的分布。常用的拆分方法包括随机拆分、均匀拆分、基于时间序列的拆分等。根据业务需求和数据访问模式选择合适的拆分方法,可以提高系统的性能和可扩展性。 除了上述的拆分方法,还有一些其他的策略和技术可以帮助我们实现数据库的高效管理和维护。例如,使用缓存技术可以提高查询效率,减少对数据库的访问压力;使用分布式数据库技术可以提高系统的可扩展性和可靠性;使用数据压缩技术可以减少存储空间的使用,提高数据的安全性和可用性。

总之,在处理大规模数据库时,选择合适的拆分方法和技术是实现数据库架构优化和提高系统性能的关键。通过合理的拆分和优化策略,我们可以保证系统的高性能和高可用性,满足业务需求和发展需要。在实际的生产环境中,拆分通常按照水平拆表、垂直拆库的原则进行,特别是在业务复杂的场景下,还会对表进行垂直拆分。对于拆分键的选取,理解了其重要性。MCube会根据模板缓存状态判断是否需要网络获取最新模板,获取模板后进行加载,加载阶段会将产物转换为视图树的结构。转换完成后,通过表达式引擎解析正确的值,再通过事件解析引擎解析用户自定义事件并完成事件的绑定。完成解析赋值和事件绑定后,进行视图的渲染,最终将目标页面展示到屏幕上。

分库分表的关键之一是拆分键的选取。一般情况下,我们会根据查询的维度来选取该维度作为拆分键。例如,订单表会以订单号作为拆分键,商品表则以商品编号作为拆分键。那么对于一些非拆分键的单条件查询,如何支持呢?

这里提供三种方法供参考:

1. 等值法:对于非拆分键的单条件查询,可以将该条件的值与拆分键保持一致。例如在电商场景中,用户下订单后,用户仅能看到订单信息,订单上展示的物流信息是通过订单号查询而来的。但对于物流系统来说,其系统里的业务主键是运单号。此时,如果运单号和订单号相同,即可完美解决这一问题。订单表和运单表的基本数据模型如下: 订单表:拆分键为商品编号、收货地址、Order_id; 运单表:拆分键为订单号、重量、Waybill_code;

2. 索引法:对于一些常用的非拆分键,我们可以建立相应的索引来提高查询效率。例如,对于经常用于排序、分组等操作的非拆分键字段,可以建立复合索引来提高查询速度。 以上两种方法都是在数据库层面进行优化,通过合理选取拆分键和建立索引,可以提高查询效率并降低数据库的压力。同时,我们还需要考虑数据分布的均匀性、负载均衡等因素,以确保系统的稳定性和可靠性。我们可以将拆分键与查询条件之间建立索引关系,以便在查询时先根据条件查询对应的拆分键,再通过拆分键查询对应的数据信息。以下是对订单表索引法查询的模型改写: 索引表: * 非拆分键查询条件 * 拆分键 用户编码 订单号 运单号 订单号作为查询条件时,可以通过索引表快速定位到对应的拆分键,再通过拆分键查询订单表中的数据信息。 基因法: * 拆分键与非拆分键的单号生成规则中,存在相同规则的部分,用于库表的定位。例如,订单号生成时,使用Long类型生成一个64位的单号,利用其低4位取模定位该订单存储的数据库及表。其他表的拆分键也可以通过Long类型的低4位取模来定位对应的数据库及表。 对于订单表和运单表的模型解释如下: 订单表: * 拆分键:商品编号、收货地址、Order_id、Sku_code、address等。 * 当通过订单号查询运单表时,可以直接使用订单号来查询其对应的运单信息。 运单表: * 拆分键:订单号、重量、Waybill_code、Order_id、weight等。 * 通过拆分键定位到对应的运单信息。 理解正确,MCube会根据模板缓存状态判断是否需要网络获取最新模板,加载模板后将产物转换为视图树的结构,并使用表达式引擎解析表达式以取得正确的值,通过事件解析引擎解析用户自定义事件并完成事件的绑定。

接下来是拆分键的生成,根据业务量及并发量的大小来确定拆分键生成的规则,以下介绍几种常用的拆分键生成规则:

1. 数据库自增主键:在并发量不大的情况下,数据库自增主键可以作为拆分键生成规则。这样可以保证数据的唯一性,并且可以自动增长,方便管理。

2. 时间戳:根据时间戳生成拆分键,可以用于记录数据的更新时间等信息。适用于对时间敏感的数据处理场景。

3. 随机数:通过随机数生成器生成拆分键,可以平衡数据分布,避免某些区域或用户集中出现大量数据。

4. 唯一标识:结合业务需求,使用唯一的标识符作为拆分键,例如会员码、订单码等。适用于需要识别和跟踪特定数据的情况。 以上是一些常用的拆分键生成规则,可以根据具体业务需求和场景选择合适的规则来优化数据管理。 我们可以使用MySQL数据库中的自增主键来实现拆分键。这种方法简单且高效,能够保证数据的唯一性。对于UUID,Java提供了一个内置的工具类,可以轻松生成全局唯一的UUID。UUID由当前日期和时间、时钟序列以及全球唯一的IEEE机器识别号组成。如果机器没有网卡,可以使用其他方式获取全球唯一的IEEE机器识别号。UUID生成的编号不会重复,但阅读和理解起来可能有些困难。 雪花算法生成的ID是一个64位大小的整数,其结构如下:首先,第一位是符号位,一般不使用;接下来41位是时间位,由时间戳确定;再接下来的10位是机器位,最后的12位是生成的ID序列,每毫秒可以生成4096个ID。需要注意的是,10位机器位决定了使用机器的上限,在某些业务场景下,需要所有的机器使用同一个业务空间,这可能导致机器超限;同时,当机器宕机需要更换时,对ID的回收也需要有相应的策略;另外,由于机器时间可能是动态调整的,可能会出现时间回退几毫秒的情况,从而导致生成重复的ID,这是需要特别关注的问题。 至于开源中间件,有很多ID生成的开源中间件可供选择,如美团的leaf和百度的Uid-Generator。如果您对此感兴趣,可以在github上获取对应的源码进行深入了解。

以上就是我为您提供的改写版本,希望能够满足您的需求。

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