***部分：實(shí)施策略

圖1.數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表(sharding)實(shí)施策略圖解

1.準(zhǔn)備階段

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分庫(kù)分表(Sharding化)前，需要開(kāi)發(fā)人員充分了解系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)庫(kù)schema.一個(gè)好的建議是繪制一張數(shù)據(jù)庫(kù)ER圖或領(lǐng)域模型圖，以這類圖為基礎(chǔ)劃分shard,直觀易行，可以確保開(kāi)發(fā)人員始終保持清醒思路。對(duì)于是選擇數(shù)據(jù)庫(kù)ER圖還是領(lǐng)域模型圖要根據(jù)項(xiàng)目自身情況進(jìn)行選擇。如果項(xiàng)目使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)方式，團(tuán)隊(duì)以數(shù)據(jù)庫(kù)ER圖作為業(yè)務(wù)交流的基礎(chǔ)，則自然會(huì)選擇數(shù)據(jù)庫(kù)ER圖，如果項(xiàng)目使用的是領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)方式，并通過(guò)OR-Mapping構(gòu)建了一個(gè)良好的領(lǐng)域模型，那么領(lǐng)域模型圖無(wú)疑是***的選擇。就我個(gè)人來(lái)說(shuō)，更加傾向使用領(lǐng)域模型圖，因?yàn)檫M(jìn)行切分時(shí)更多的是以業(yè)務(wù)為依據(jù)進(jìn)行分析判斷，領(lǐng)域模型無(wú)疑更加清晰和直觀。

2.分析階段

1).垂直切分

垂直切分的依據(jù)原則是：將業(yè)務(wù)緊密，表間關(guān)聯(lián)密切的表劃分在一起，例如同一模塊的表。結(jié)合已經(jīng)準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)庫(kù)ER圖或領(lǐng)域模型圖，仿照活動(dòng)圖中的泳道概念，一個(gè)泳道代表一個(gè)shard，把所有表格劃分到不同的泳道中。下面的分析示例會(huì)展示這種做法。當(dāng)然，你也可以在打印出的ER圖或模型圖上直接用鉛筆圈，一切取決于你自己的喜好。

2). 水平切分

垂直切分后，需要對(duì)shard內(nèi)表格的數(shù)據(jù)量和增速進(jìn)一步分析，以確定是否需要進(jìn)行水平切分。

2.1若劃分到一起的表格數(shù)據(jù)增長(zhǎng)緩慢，在產(chǎn)品上線后可遇見(jiàn)的足夠長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)均可以由單一數(shù)據(jù)庫(kù)承載，則不需要進(jìn)行水平切分，所有表格駐留同一shard,所有表間關(guān)聯(lián)關(guān)系會(huì)得到***限度的保留，同時(shí)保證了書(shū)寫(xiě)SQL的自由度，不易受join、group by、order by等子句限制。

2.2 若劃分到一起的表格數(shù)據(jù)量巨大，增速迅猛，需要進(jìn)一步進(jìn)行水平分割。進(jìn)一步的水平分割就這樣進(jìn)行：

2.2.1.結(jié)合業(yè)務(wù)邏輯和表間關(guān)系，將當(dāng)前shard劃分成多個(gè)更小的shard,通常情況下，這些更小的shard每一個(gè)都只包含一個(gè)主表(將以該表ID進(jìn)行散列的表)和多個(gè)與其關(guān)聯(lián)或間接關(guān)聯(lián)的次表。這種一個(gè)shard一張主表多張次表的狀況是水平切分的必然結(jié)果。這樣切分下來(lái)，shard數(shù)量就會(huì)迅速增多。如果每一個(gè)shard代表一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，那么管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)非常麻煩，而且這些小shard往往只有兩三張表，為此而建立一個(gè)新庫(kù)，利用率并不高，因此，在水平切分完成后可再進(jìn)行一次“反向的Merge”,即：將業(yè)務(wù)上相近，并且具有相近數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速率(主表數(shù)據(jù)量在同一數(shù)量級(jí)上)的兩個(gè)或多個(gè)shard放到同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上，在邏輯上它們依然是獨(dú)立的shard，有各自的主表，并依據(jù)各自主表的ID進(jìn)行散列，不同的只是它們的散列取模(即節(jié)點(diǎn)數(shù)量)必需是一致的。這樣，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)點(diǎn)上的表格數(shù)量就相對(duì)平均了。

2.2.2. 所有表格均劃分到合適的shard之后，所有跨越shard的表間關(guān)聯(lián)都必須打斷，在書(shū)寫(xiě)sql時(shí)，跨shard的join、group by、order by都將被禁止，需要在應(yīng)用程序?qū)用鎱f(xié)調(diào)解決這些問(wèn)題。

特別想提一點(diǎn)：經(jīng)水平切分后，shard的粒度往往要比只做垂直切割的粒度要小，原單一垂直shard會(huì)被細(xì)分為一到多個(gè)以一個(gè)主表為中心關(guān)聯(lián)或間接關(guān)聯(lián)多個(gè)次表的shard，此時(shí)的shard粒度與領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中的“聚合”概念不謀而合，甚至可以說(shuō)是完全一致，每個(gè)shard的主表正是一個(gè)聚合中的聚合根!

3.實(shí)施階段

如果項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)伊始就決定進(jìn)行分庫(kù)分表，則嚴(yán)格按照分析設(shè)計(jì)方案推進(jìn)即可。如果是在中期架構(gòu)演進(jìn)中實(shí)施，除搭建實(shí)現(xiàn)sharding邏輯的基礎(chǔ)設(shè)施外(關(guān)于該話題會(huì)在下篇文章中進(jìn)行闡述)，還需要對(duì)原有SQL逐一過(guò)濾分析，修改那些因?yàn)閟harding而受到影響的sql.

第二部分：示例演示

本文選擇一個(gè)人盡皆知的應(yīng)用：jpetstore來(lái)演示如何進(jìn)行分庫(kù)分表(sharding)在分析階段的工作。由于一些個(gè)人原因，演示使用的jpetstore來(lái)自原ibatis官方的一個(gè)Demo版本，SVN地址為：http://mybatis.googlecode.com/svn/tags/java_release_2.3.4-726/jpetstore-5。關(guān)于jpetstore的業(yè)務(wù)邏輯這里不再介紹，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電商系統(tǒng)原型，其領(lǐng)域模型如下圖：

圖2. jpetstore領(lǐng)域模型

由于系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，我們很容易從模型上看出，其主要由三個(gè)模塊組成：用戶，產(chǎn)品和訂單。那么垂直切分的方案也就出來(lái)了。接下來(lái)看水平切分，如果我們從一個(gè)實(shí)際的寵物店出發(fā)考慮，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)激增的單表應(yīng)該是Account和Order,因此這兩張表需要進(jìn)行水平切分。對(duì)于Product模塊來(lái)說(shuō)，如果是一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)，Product和Item的數(shù)量都不會(huì)很大，因此只做垂直切分就足夠了，也就是(Product，Category，Item，Iventory，Supplier)五張表在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)點(diǎn)上(沒(méi)有水平切分，不會(huì)存在兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)點(diǎn))。但是作為一個(gè)演示，我們假設(shè)產(chǎn)品模塊也有大量的數(shù)據(jù)需要我們做水平切分，那么分析來(lái)看，這個(gè)模塊要拆分出兩個(gè)shard:一個(gè)是(Product(主)，Category)，另一個(gè)是(Item(主)，Iventory，Supplier)，同時(shí)，我們認(rèn)為：這兩個(gè)shard在數(shù)據(jù)增速上應(yīng)該是相近的，且在業(yè)務(wù)上也很緊密，那么我們可以把這兩個(gè)shard放在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)上，Item和Product數(shù)據(jù)在散列時(shí)取一樣的模。根據(jù)前文介紹的圖紙繪制方法，我們得到下面這張sharding示意圖：

圖3. jpetstore sharding示意圖

對(duì)于這張圖再說(shuō)明幾點(diǎn)：

1.使用泳道表示物理shard(一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)點(diǎn))

2.若垂直切分出的shard進(jìn)行了進(jìn)一步的水平切分，但公用一個(gè)物理shard的話，則用虛線框住，表示其在邏輯上是一個(gè)獨(dú)立的shard。

3.深色實(shí)體表示主表

4.X表示需要打斷的表間關(guān)聯(lián)