分表与分库使用场景以及设计方式

一. 分表

      场景：对于大型的互联网应用来讲，数据库单表的记录行数可能达到千万级甚至是亿级，而且数据库面临着极高的并发访问。采用Master-Slave复制模式的MySQL架构，

只可以对数据库的读进行扩展，而对数据库的写入操做仍是集中在Master上，而且单个Master挂载的Slave也不可能无限制多，Slave的数量受到Master能力和负载的限制。

所以，须要对数据库的吞吐能力进行进一步的扩展，以知足高并发访问与海量数据存储的须要！

 

      对于访问极为频繁且数据量巨大的单表来讲，咱们首先要作的就是减小单表的记录条数，以便减小数据查询所须要的时间，提升数据库的吞吐，这就是所谓的分表！

 

      在分表以前，首先须要选择适当的分表策略，使得数据可以较为均衡地分不到多张表中，而且不影响正常的查询！

 

      对于互联网企业来讲，大部分数据都是与用户关联的，所以，用户id是最经常使用的分表字段。由于大部分查询都须要带上用户id，这样既不影响查询，又可以使数据较为均衡地

分布到各个表中(固然，有的场景也可能会出现冷热数据分布不均衡的状况)，以下图：

 

 

假设有一张表记录用户购买信息的订单表order，因为order表记录条数太多，将被拆分红256张表。

拆分的记录根据user_id%256取得对应的表进行存储，前台应用则根据对应的user_id%256，找到对应订单存储的表进行访问。

这样一来，user_id便成为一个必需的查询条件，不然将会因为没法定位数据存储的表而没法对数据进行访问。

 

注：拆分后表的数量通常为2的n次方，就是上面拆分红256张表的由来！

 

假设order表结构以下：

create table order_(
order_id bigint(20) primary key auto_increment,
user_id bigint(20),
user_nick varchar(50),
auction_id bigint(20),
auction_title bigint(20),
price bigint(20),
auction_cat varchar(200),
seller_id bigint(20),
seller_nick varchar(50)
)

那么分表之后，假设user_id = 257,而且auction_id = 100,须要根据auction_id来查询对应的订单信息，则对应的SQL语句以下：

select * from order_1 where user_id=257 and auction_id = 100;

其中，order_1是根据257%256计算得出，表示分表以后的第一张order表。

 

二. 分库

   场景：分表可以解决单表数据量过大带来的查询效率降低的问题，可是，却没法给数据库的并发处理能力带来质的提高。面对高并发的读写访问，当数据库master

服务器没法承载写操做压力时，无论如何扩展slave服务器，此时都没有意义了。

所以，咱们必须换一种思路，对数据库进行拆分，从而提升数据库写入能力，这就是所谓的分库!

 

    与分表策略类似，分库能够采用经过一个关键字取模的方式，来对数据访问进行路由，以下图所示：

 

    仍是以前的订单表，假设user_id 字段的值为258，将原有的单库分为256个库，那么应用程序对数据库的访问请求将被路由到第二个库(258%256 = 2)。

 

三. 分库分表

    场景：有时数据库可能既面临着高并发访问的压力，又须要面对海量数据的存储问题，这时须要对数据库既采用分表策略，又采用分库策略，以便同时扩展系统的

并发处理能力，以及提高单表的查询性能，这就是所谓的分库分表。

 

    分库分表的策略比前面的仅分库或者仅分表的策略要更为复杂，一种分库分表的路由策略以下：

 

    1. 中间变量 = user_id % (分库数量 * 每一个库的表数量)

    2. 库 = 取整数 (中间变量 / 每一个库的表数量)

    3. 表 = 中间变量 % 每一个库的表数量

 

一样采用user_id做为路由字段，首先使用user_id 对库数量*每一个库表的数量取模，获得一个中间变量；而后使用中间变量除以每一个库表的数量，取整，便获得

对应的库；而中间变量对每一个库表的数量取模，即获得对应的表。

 

分库分表策略详细过程以下：

 

假设将原来的单库单表order拆分红256个库，每一个库包含1024个表，那么按照前面所提到的路由策略，对于user_id=262145 的访问，路由的计算过程以下：

1.  中间变量 = 262145 % (256 * 1024) = 1

2.  库 = 取整 (1/1024) = 0

3.  表 = 1 % 1024 = 1

这就意味着，对于user_id=262145 的订单记录的查询和修改，将被路由到第0个库的第1个order_1表中执行！！！