高性能数据库集群:读写分离

笔记

  • 大部分情况下,我们做架构设计主要都是基于已有的成熟模式,结合业务和团队的具体情况, 进行一定的优化或者调整;即使少部分情况我们需要进行较大的创新,前台也是需要对已有的各种架构模式和技术非常熟悉。

  • 读写分离的基本原理是将数据库读写操作分散到不同的节点上,下面是其基本架构图。


    读写分离示意图
  • 读写分离的基本实现是:

    • 数据库服务器搭建主从集群,一主一从、一主多从都可以。
    • 数据库主机负责读写操作,从机只负责读操作。
    • 数据库主机通过复制将数据同步到从机,每台数据库服务器都存储了所有的业务数据。
    • 业务服务器将写操作发给数据库主机,将读操作发给数据库从机。
  • 两个细节点将引入设计复杂度:主从复制延迟和分配机制。

  • 解决主从复制延迟有几种常见的方法:

    1. 读从机失败后再读一次主机。
    2. 写操作后的读操作指定发给数据库主服务器。
    3. 关键业务读写操作全部指向主机,非关键业务采用读写分离。
  • 将读写操作区分开来,然后访问不同的数据库服务器,一般有两种方式:程序代码封装和中间件封装。

  • 程序代码封装指在代码中抽象一个数据访问层(所以有的文章也称这种方式为“中间层封装”),实现读写操作分离和数据库服务器连接的管理。例如,基于 Hibernate 进行简单封装,就可以实现读写分离,基本架构是:


    代码封装实现读写分离示意图
  • 中间件封装指的是独立一套系统出来,实现读写操作分离和数据库服务器连接的管理。事实上在业务服务器看来,中间件就是一个数据库服务器。其基本架构是:


    中间件实现读写分离示意图
  • 由于数据库中间件的复杂度要比程序代码封装高出一个数量级,一般情况下建议采用程序语言封装的方式,或者使用成熟的开源数据库中间件。如果是大公司,可以投入人力去实现数据库中间件,因为这个系统一旦做好,接入的业务系统越多,节省的程序开发投入就越多,价值也越大。

理解与思考

学习思维导图

课后习题

数据库读写分离一般应用于什么场景?能支撑多大的业务规模?
适用数据更改较少的场景,数据一旦写入,大部分后续的操作都是读。
从机可以水平扩展,业务规模应该会比较大,但是因为同步操作,对网络带宽要求较高。

实践

目标1 搭建mysql数据库集群(一主而从)

目标2 实现基于程序代码封装的读写分离

目标3 实现基于中间件的读写分离

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