一、概述
构建高可扩展系统的重要原则:在系统内尽量避免串行化和交互。
如果将应用所有的数据简单地放到单个MySQL服务器实例上,则无法很好的扩展,迟早会碰到性能瓶颈。传统的方法是购买更多强悍的机器,也就是常说的“垂直扩展”或“向上扩展”。另一个方法是将任务分配到多台计算机上,这通常被称为“水平扩展”或“向外扩展”,最后,大部分应用还会有一些很少或者从不需要的数据,这些数据可以被清理或归档。这个方法称为“向内扩展”。
二、规划可扩展性
考虑以下问题,帮助规划可扩展性:
- 应用的功能完成了多少?
- 预期的最大负载时多少?
- 如果依赖系统的每个部分来分担负载,在某个部分失效时会发生什么?
为扩展赢得时间:
在扩展之前可以先优化性能。
比如更换高性能存储引擎、创建高性能索引、优化查询性能、优化服务器配置、优化操作系统和硬件等。
三、扩展
1、向上扩展
建议使用MySQL5.5或更新的版本,或者Percona Server5.1及后续版本。当前合理的“收益递减点”的机器配置大约是256GB RAM,32核CPU以及一个PCIE flash驱动器。
用更高配置的机器,MySQL的性能也提升不了多少了。
2、向外扩展
向外扩展策略划分为三个部分:复制、拆分、以及数据分片。
2.1、复制
最简单也最常见的向外扩展的方法是通过复制将数据分发到多个服务器上,然后将备库用于读查询。这种技术对于以读为主的应用很有效。
2.2、按功能拆分
将独立的服务器或节点分配给不同的应用,这样每个节点只包含它的特定应用所需要的数据。
如门户网站常常把把不同的栏目放在一起,可以浏览网站新闻、论坛,寻求支持和访问知识库等,这些不同功能区域的数据可以放到专用的MySQL服务器中。
这种分布数据的方法并不高效,不能通过功能划分来无限地进行扩展。
2.3、数据分片
目前用于大型MySQL应用的方案中,数据分片是最通用且最成功的方法。
很难将应用从单一数据存储转化为分片架构。如果在应用设计初期就已经预计到分片,那实现起来就容易的多。
分片数据存储看起来是优雅的解决方案,但很难实现。如非必要,尽量不分片。如果想扩展写容量,就必须切分数据。
2.3.1、选择分区键
我们目标是对那些最重要并且频繁查询的数据减少分片。这其中最重要的是如何为数据选择一个活多个分区键。分区键决定了每一个分配到哪一个分片中。确定分区键一个比较好的办法是用实体-关系图,或一个等效的能显示所有实体及其关系的工具来展示数据模型。尽量把关联的实体靠的更近。
选择分区键的时候,尽可能选择那些能够皮面分片查询的,但同时也要让分片足够小。如果可能应该期望分片尽可能同样小,这样在为不同数量的分片进行分组时能够很容易平衡。
应用拥有多个分区键,特别是存在两个货更多“维度”的时候,某些数据在系统内至少需要存储两份,但这并不意味着需要去设计两个完全冗余的数据存储,可以存储两份记录主键和分区键,其他内容通过再查询获取。
2.3.2、跨分片查询
大多数分片应用多少都有一些查询需要对多个分片的数据进行聚合或关联操作。一条跨分片查询实际上需要拆分成多条并行执行的查询,每个没偏上执行一条。一个设计良好的数据库抽象层能够减轻这个问题,但类似的查询仍然会比分片内查询要慢并且梗加昂贵,所以通常会更加依赖缓存。
跨分片查询也可以借助汇总表来执行。
未分片的数据通常存储在全局节点中,可以使用缓存来分担负载。
跨分片查询并不是数据分片面临的唯一难题,维护数据一致性同样困难。
2.3.3、分配数据、分片和节点
分片和节点不一定是一对一的关系,应该尽可能地让分片的大小比节点容量小很多,这样就可以在单个节点上存储多个分片。保持分片足够小更容易管理,这将使数据的备份和恢复更加容易,如果表很小,那么像更改表结构这样的v奥做回更加容易。小一点的分片也便于转移。
我们说“易于管理的大小”是指保持表足够小,以便能在5或10分钟内提供日常的维护工作,如ALTER TABLE、CHECK TABLE或者OPTIMIZE TABLE。
如果将分片设置的太小,会产生太多表,这可能引发文件系统或MySQL内部结构的问题。另外太小的分片还会导致跨分片查询增多。
2.3.4、在节点上部署分片
在节点上部署分片通常有一些办法,推荐使用每个分片一个数据库的方式,并把分片号卸载数据库名和表明中。如:bookclub_23.comments_23。
这样会增加例如ALERT TABLE这类操作的负责杜,但也有一些优点:
- 如果分片全部在一个数据库中,转移分片会比较容易。
- 因为数据库本身是文件系统中的一个目录,所以可以很方便的管理一个分片的文件。
- 如果分片互不关联,则很容易查看分片的大小。
- 全局唯一表明可避免误操作。
3.3.5、分配
将数据分配到分片中有两种主要的方法:固定分配和动态分配。还有一种是混合分配。
固定分配:
固定分配使用的分区函数仅仅依赖于分区键的值。哈希函数和取模运算就是很好的例子。
固定分配的优点是简单,开销低,甚至可以在应用中直接硬编码。
它的缺点是如果分片很大并且数量不多,就很难平衡不同分片间的负载;固定分片的方式无法自定义数据放到哪个分片上;修改分片策略比较困难。
我们倾向于为新应用选择动态分配方式,但如果是为已有的应用做分片,使用固定分配策略可能会更容易些。
动态分配:
将每个数据单元映射到一个分片。假设有一个有两列的表,包括用户ID和分片ID。
CREATE TABLE user_to_shard (
user_id INT NOT NULL,
shard_id INT NOT NULL,
PRIMARY KEY (user_id)
);
这个表本身就是分区函数。
更普遍地,直接向USERS表中增加一个shard_id列用于存储分片号。
动态分配的最大好处是可以对数据存储位置做细粒度的控制。这使得均衡分配数据到分片更加容易,并可提供适应未知改变的灵活性。
2.3.6、生成全局唯一ID
在做分片存储时,经常需要在多台机器上生成全局唯一ID。以下几种方法可以解决这个问题:
- 使用auto_increment_increment和auto_icrement_offset
这个方法简单,并不依赖某个节点,但这需要非常仔细的卑职服务器。
- 全局节点中创建表
在一个全局数据库节点中穿件一个包含AUTO_INCREMENT列的表,应用可以通过这个表生成唯一数字。
- 使用memcached
使用memcached中的incr()函数,可以自动增长一个数字并返回结果。
- 批量分配数字
应用可以从一个全局节点中请求一批数字,用完后再申请。
- 使用复合值
可以使用一个复合值来做唯一ID。
- 使用GUID值
可以使用UUID()(或UUID_SHORT())函数来生成全局唯一值。
如果使用全局分配器来产生唯一ID,要注意皮面单点征用称为应用的性能瓶颈。
2.3.7、分片工具
如果没有任何抽象层,直接让应用访问多个数据源,那绝对是一个很差的设计。这个抽象层主要完成以下任务:
连接到正确的分片并执行查询。
分布式一致性校验。
跨分片结果集聚合。
跨分片关联操作。
缩合事务管理。
创建新的数据分片(或者至少在运行时找到新分片)并重新平衡分片。
Hibernate Shards(http://shards.hibernate.org)是一个支持分片的数据库抽象层。另一个基于Java的分片系统是HiveDB(http://www.hivedb.org)。
2.4、通过多实例扩展
每台服务器上运行过个实例,然后划分服务器的硬件资源,将其分配给每个实例。在一台性能强悍的硬件上可以获得10倍到15倍的合并系数。你需要平衡管理复杂度代价和更有性能的收益。
2.5、通过集群扩展
未来典型的集群数据库可能更像是SQL和NoSQL的混合体,有多重存取机制来满足不同的使用需求。
- MySQL Cluster(NDB Cluster)
MySQL Cluster是两项技术的结合:NDB数据库,以及作为SQL前端的MySQL存储引擎。NDB是一个分布式、具备容错性、非共享的数据库,提供同步复制以及节点间的数据自动分片。
- Clustrix
Clustrix(http://www.clustrix.com)是一个分布式数据库。支持MySQL协议,它可以之际替代MySQL。它是一个无安全支持ACID,支持MVCC的事务型数据库,主要用于OLTP负载场景。
其他集群数据库:ScaleBase(http://www.scalebase.com)、GenineDB(http://www.geniedb.com)、Akiban(http://www.akiban.com)、NuoDB(http://www.nuodb.com)
相关推荐
【标题】:“wp-high-availability-webrefarchs扩展mysql架构1” 【描述】:“wp-high-availability-webrefarchs扩展mysql架构1”着重讨论了在大规模可扩展的Web基础设施中实现MySQL高可用性的策略和最佳实践。 ...
标题“高性能可扩展MySQL数据库设计及架构优化 电商项目”指向了本文内容的核心目标——为电商项目建立一个既可以支撑高并发交易,又能灵活应对数据量增长的MySQL数据库系统。在进行数据库架构设计时,高性能和可...
高性能可扩展MYsql系列课程.txt
搭建高性能可扩展MySQL数据库视频教程.txt
go-mysql-server是一个SQL引擎,能解析标准SQL(基于MySQL语法)并优化查询。 它提供了简单的接口,允许自定义表格数据源实现。提供与MySQL协议兼容的服务器实现。 这意味着它与MySQL ODBC,JDBC或默认的MySQL客户端...
基于RBAC的MySQL访问控制机制扩展 在现代数据库管理系统中,访问控制机制是非常重要的安全措施之一。 MySQL作为一个流行的关系型数据库管理系统,也需要一个完善的访问控制机制来保护其安全。传统的访问控制机制...
5.1.2. mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理器 ...
mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理...
其次,书中可能还会探讨分区和分片策略,这是扩展MySQL横向能力的关键。分区是将大表分成更小、更易管理的部分,通常在单个服务器上进行。而分片则是在多个服务器上分布数据,每个服务器只存储一部分数据,从而实现...
5.1.2. mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理器 ...
根据提供的文件信息,我们可以看到文档...- MySQL官方文档中包含的关于构建和扩展MySQL服务器的高级信息 通过对这些知识点的掌握,开发人员能够更好地理解MySQL的内部工作原理,从而进行更深入的定制开发和性能优化。
5.1.2. mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理器 ...
5.1.2. mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理器 ...
- **分区与分片**:介绍如何通过分区和分片来水平扩展MySQL的处理能力。 - **集群和云服务**:探讨MySQL集群的搭建和管理,以及如何利用云服务实现数据库的弹性扩展。 6. **安全与权限管理**: - **用户权限**:...
5.1.2. mysqld-max扩展MySQL服务器 5.1.3. mysqld_safe:MySQL服务器启动脚本 5.1.4. mysql.server:MySQL服务器启动脚本 5.1.5. mysqld_multi:管理多个MySQL服务器的程序 5.2. mysqlmanager:MySQL实例管理器 ...
5. **扩展与备份**:考虑如何轻松地扩展MySQL集群,以及定期备份数据以防万一。 6. **安全策略**:配置适当的访问控制和安全策略,如使用TLS加密通信,限制Service的端口暴露等。 通过Helm部署MySQL的优点在于,你...
插件是可扩展MySQL功能的一种方式,可以提供自定义的认证机制、压缩协议等。 4. `mysql_com.h`:包含了所有的MySQL通信协议常量和枚举,如命令类型和状态标志。 5. `mysql_time.h`:提供了日期和时间相关的数据...
- 用户定义函数(UDF):扩展MySQL功能,创建自定义函数以处理特定逻辑。 3. **触发器**: - 在特定事件(如INSERT, UPDATE, DELETE)发生时自动执行的代码段,常用于数据验证、日志记录或保持数据一致性。 4. **...
手把手视频详细讲解项目开发全过程,需要的小伙伴自行百度网盘下载,...通过学习函数,掌握在mysql中自定义函数,扩展mysql功能 学习存储过程,轻松封装代码块,提高开发效率; 掌握触发器,丰富功能,减少代码量。
为了实现这种功能,开发者可以利用特定的插件来扩展MySQL的功能,使其能够与HTTP服务进行交互。标题“mysql一个插件http”指的就是这样一种插件,它允许MySQL在数据更新时通过HTTP协议发送请求。 描述中提到,...