像我這樣的菜鳥，總會有各種疑問，剛開始是對 JDK API 的疑問，對 NIO 的疑問，對 JVM 的疑問...

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當(dāng)工作幾年后，對服務(wù)的可用性，可擴展性也有了新的疑問，什么疑問呢?其實是老生常談的話題：服務(wù)的擴容問題。

正常情況下的服務(wù)演化之路

讓我們從最初開始。

單體應(yīng)用

每個創(chuàng)業(yè)公司基本都是從類似 SSM 和 SSH 這種架構(gòu)起來的，沒什么好講的，基本每個程序員都經(jīng)歷過。

RPC 應(yīng)用

當(dāng)業(yè)務(wù)越來越大，我們需要對服務(wù)進(jìn)行水平擴容，擴容很簡單，只要保證服務(wù)是無狀態(tài)的就可以了，如下圖：

當(dāng)業(yè)務(wù)又越來越大，我們的服務(wù)關(guān)系錯綜復(fù)雜，同時，有很多服務(wù)訪問都是不需要連接 DB 的，只需要連接緩存即可，那么就可以做成分離的，減少 DB 寶貴的連接。

如下圖：

我相信大部分公司都是在這個階段。Dubbo 就是為了解決這個問題而生的。

分庫分表

如果你的公司產(chǎn)品很受歡迎，業(yè)務(wù)繼續(xù)高速發(fā)展，數(shù)據(jù)越來越多，SQL 操作越來越慢，那么數(shù)據(jù)庫就會成為瓶頸。

那么你肯定會想到分庫分表，不論通過 ID Hash 或者 Range 的方式都可以，如下圖：

這下應(yīng)該沒問題了吧。任憑你用戶再多，并發(fā)再高，我只要無限擴容數(shù)據(jù)庫，無限擴容應(yīng)用，就可以了。

這也是本文的標(biāo)題，分庫分表就能解決無限擴容嗎?實際上，像上面的架構(gòu)，并不能解決。

其實，這個問題和 RPC 的問題有點類似：數(shù)據(jù)庫連接過多!

通常，我們的 RPC 應(yīng)用由于是使用中間件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問，應(yīng)用實際上是不知道到底要訪問哪個數(shù)據(jù)庫的，訪問數(shù)據(jù)庫的規(guī)則由中間件決定，例如 Sharding JDBC。

這就導(dǎo)致，這個應(yīng)用必須和所有的數(shù)據(jù)庫連接，就像我們上面的架構(gòu)圖一樣，一個 RPC 應(yīng)用需要和 3 個 MySQL 連接。

如果是 30 個 RPC 應(yīng)用，每個 RPC 的數(shù)據(jù)庫連接池大小是 8，每個 MySQL 需要維護(hù) 240 個連接。

我們知道，MySQL 默認(rèn)連接數(shù)是 100，最大連接數(shù)是 16384，也就是說，假設(shè)每個應(yīng)用的連接池大小是 8 ，超過 2048 個應(yīng)用就無法再繼續(xù)連接了，也就無法繼續(xù)擴容了。

注意，由于每個物理庫有很多邏輯庫，再加上微服務(wù)運動如火如荼，2048 并沒有看起來那么大。

也許你說，我可以通過前面加一個 Proxy 來解決連接數(shù)的問題，實際上，代理的性能也會成為問題，為什么?

代理的連接數(shù)也是不能超過 16384 的，如果并發(fā)超過 16384，變成 163840，那么 Proxy 也解決不了問題。

怎么辦?讓我們再看看上面的架構(gòu)圖：

我們發(fā)現(xiàn)，問題是出在“每個 RPC 應(yīng)用都要連所有的庫”，導(dǎo)致擴容應(yīng)用的同時，每個數(shù)據(jù)庫連接數(shù)就要增加。

就算增加數(shù)據(jù)庫，也不能解決連接數(shù)的問題。那怎么辦呢?

單元化

單元化，聽起來高大上，通常在一些 XXX 大會上，分享“關(guān)于兩地三中心”，“三地五中心”，“異地多活”等等牛逼的名詞的時候，單元化也會一起出現(xiàn)。

這里我們不討論那么牛逼的，就只說“數(shù)據(jù)庫連接數(shù)過多” 的問題。實際上，思路很簡單：我們不讓應(yīng)用連接所有的數(shù)據(jù)庫就可以了。

假設(shè)我們根據(jù) Range 分成了 10 個庫，現(xiàn)在有 10 個應(yīng)用，我們讓每個應(yīng)用只連一個庫，當(dāng)應(yīng)用增多變成 20 個，數(shù)據(jù)庫的連接不夠用了，我們就將 10 個庫分成 20 個庫。

這樣，無論你應(yīng)用擴容到多少個，都可以解決數(shù)據(jù)庫連接數(shù)過多的問題。

注意：做這件事的前提是，你必須保證，訪問你這個應(yīng)用的 Request 請求的數(shù)據(jù)庫一定是在這個應(yīng)用的。

換個說法，當(dāng)用戶從 DNS 那里進(jìn)來的時候，就知道自己要去那個應(yīng)用了，所以，規(guī)則在 DNS 之前就定好了，雖然這有點夸張，但肯定在進(jìn)應(yīng)用之前就知道要去哪個庫了。

所以，這通常需要一個規(guī)則，例如通過用戶 ID Hash，由配置中心廣播 Hash 規(guī)則。

這樣，所有的組件都能保持一致的規(guī)則，從而正確的訪問到數(shù)據(jù)庫，如下圖：

到這里，我們終于解決了無限擴容的問題。

最后

本文從單體應(yīng)用開始，逐步講述了一個正常后臺的演進(jìn)歷程，知道了分庫分表并不能解決“無限擴容”的問題。

只有單元化才能解決這問題，而單元化則帶來更多的復(fù)雜性。但是好處不言而喻，單元化帶來了更多的思路。

有了單元化，解決了無限擴容的問題，但是我們還沒有考慮單點的問題，即服務(wù)的可用性。要知道，我們這里的數(shù)據(jù)庫都是單點的。

這就是另一個話題——異地多活，下次再聊。