[[336424]]

曾經(jīng)有一份真摯的數(shù)據(jù)庫知識擺在我的面前，我沒有珍惜，等到刪庫時才后悔莫及。人世間最悲痛的事莫過于此。如果再給我一次重來的機會，我一定會好好讀這篇文章，并把它收藏、分享給有需要的人。

大多數(shù)計算機系統(tǒng)都是有狀態(tài)的，并且可能會依賴存儲系統(tǒng)。隨著時間的推移，我對數(shù)據(jù)庫的了解程度不斷加深，這是以我們的設(shè)計錯誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和中斷為代價。在數(shù)據(jù)量很大的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)的核心。盡管開發(fā)人員不可能對數(shù)據(jù)庫一無所知，但他們所預(yù)見和所經(jīng)歷的問題往往只是冰山一角。在本文中，我將分享一些見解，這些見解對于不擅長數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的開發(fā)人員來說非常有用。

如果在 99.999% 的時間里網(wǎng)絡(luò)不出問題，那你很幸運

現(xiàn)如今，一方面人們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)很可靠，一方面由于網(wǎng)絡(luò)中斷而導(dǎo)致系統(tǒng)宕機的情況卻又很普遍。這方面的研究工作并不多，而且通常由大公司主導(dǎo)，而這些公司使用了配備定制硬件的專用網(wǎng)絡(luò)和專門的工作人員。

谷歌服務(wù)的可用性為 99.999%，他們聲稱只有 7.6% 的 Spanner(谷歌的分布式數(shù)據(jù)庫) 問題是因為網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的，盡管他們一直認(rèn)為專用網(wǎng)絡(luò)是其可用性背后的核心支撐。2014 年，Bailis 和 Kingsbury 的一份調(diào)查報告對 Peter Deutsch 在 1994 年提出的分布式計算謬論之一提出了挑戰(zhàn)——網(wǎng)絡(luò)真的可靠嗎？

我們無法進行全面的調(diào)查，供應(yīng)商們也不會提供足夠的數(shù)據(jù)來說明有多少客戶的問題是因為網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的。我們經(jīng)常會遭遇大型云供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)發(fā)生宕機，導(dǎo)致部分網(wǎng)絡(luò)癱瘓數(shù)小時，這些事件有大量可見的受影響客戶，還有很多是我們看不到的。網(wǎng)絡(luò)中斷可能會影響到更多方面，盡管并非所有事件都產(chǎn)生了很大的影響。云計算客戶也不一定能看到這些問題所在。當(dāng)問題出現(xiàn)時，他們不太可能認(rèn)為與供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)錯誤有關(guān)。對他們來說，第三方服務(wù)就是黑盒。如果你不是供應(yīng)商，要估計出真實的影響程度是不太可能的。

與供應(yīng)商的報告相比，如果你的系統(tǒng)只有一小部分宕機與網(wǎng)絡(luò)問題有關(guān)，那你是幸運的。網(wǎng)絡(luò)仍然受傳統(tǒng)問題的影響，比如硬件故障、拓?fù)渥兏?、管理配置變更和電源故障。但最近我才知道，一些新發(fā)現(xiàn)的問題（比如鯊魚咬斷海底光纜）也成了主要影響因素。

ACID 沒有表面看上去的那么簡單

ACID 代表原子性、一致性、隔離性和持久性。即使在發(fā)生崩潰、錯誤、硬件故障等類似事件時，數(shù)據(jù)庫也需要保證這些屬性是有效的。大多數(shù)關(guān)系型事務(wù)數(shù)據(jù)庫都盡量提供 ACID 保證，但很多 NoSQL 數(shù)據(jù)庫是沒有 ACID 事務(wù)保證的，因為實現(xiàn)成本很高。

在我剛進入這個行業(yè)時，我們的技術(shù)主管懷疑 ACID 是不是一個過時的概念?？梢哉f，ACID 被認(rèn)為是一個種泛泛而談的概念，而不是一個嚴(yán)格的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，我發(fā)現(xiàn)它非常有用，因為它提供了一類問題和一類潛在的解決方案。

并不是每個數(shù)據(jù)庫都兼容 ACID，而且在兼容 ACID 的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，對 ACID 的解釋也可能存在差異。之所以存在差異，其中一個原因是在實現(xiàn) ACID 時涉及的權(quán)衡程度的不同。數(shù)據(jù)庫可能宣稱自己兼容 ACID，但對于一些邊緣情況，或者在面對“不太可能”出現(xiàn)的問題時，處理方式有所不同。

MongoDB 的 ACID 表現(xiàn)一直飽受爭議，即使是在發(fā)布了 v4 版本之后。MongoDB 在很長一段時間內(nèi)都不支持日志記錄。對于下面這種情況，應(yīng)用程序進行了兩次寫操作 (w1 和 w2)，MongoDB 能夠持久化 w1，但因為發(fā)生硬件故障，導(dǎo)致無法持久化 w2。

MongoDB 在將數(shù)據(jù)寫入物理磁盤之前發(fā)生崩潰，造成數(shù)據(jù)丟失

將數(shù)據(jù)提交到磁盤是一個開銷很大的過程，它們聲稱寫入性能良好，卻是以避免頻繁提交數(shù)據(jù)為代價，從而犧牲了持久性?，F(xiàn)在，MongoDB 有了日志記錄，但臟寫仍然會影響數(shù)據(jù)的持久性，因為默認(rèn)情況下每 100 毫秒才提交一次日志。即使風(fēng)險大大降低，日記記錄的持久性和變更仍然有可能出現(xiàn)同樣的問題。

不同的數(shù)據(jù)庫有不同的一致性和隔離能力

在 ACID 這幾個屬性中，一致性和隔離級別的實現(xiàn)方式是最多的，因為權(quán)衡范圍最大。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性，數(shù)據(jù)庫需要進行協(xié)調(diào)，爭用資源的情況會增加。當(dāng)需要在多個數(shù)據(jù)中心之間進行水平伸縮時 (特別是在不同的地理區(qū)域之間)，就變得非常困難。隨著可用性的降低和網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的頻繁出現(xiàn)，提供高水平的一致性是非常困難的。關(guān)于這一問題的深入解釋，請參見 CAP 定理。不過需要注意的是，應(yīng)用程序可以在數(shù)據(jù)一致性方面做一些處理，或者程序員可能對這個問題有足夠的了解，可以在應(yīng)用程序中添加額外的邏輯來處理，而不是嚴(yán)重依賴數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫通常會提供各種隔離級別，應(yīng)用程序開發(fā)人員可以根據(jù)權(quán)衡選擇最經(jīng)濟有效的隔離級別。較弱的隔離級別可能速度更快，但可能會引入數(shù)據(jù)競態(tài)問題。更強的隔離級別消除了一些潛在的數(shù)據(jù)競態(tài)問題，但速度較慢，并且可能會引入資源爭用，使數(shù)據(jù)庫慢到宕機。

現(xiàn)有并發(fā)模型及其之間關(guān)系的概覽

SQL 標(biāo)準(zhǔn)只定義了 4 個隔離級別，盡管在理論方面和實際當(dāng)中都還有更多可用的級別。如果你想進一步了解，jepson.io 提供了更多對現(xiàn)有并發(fā)模型的介紹。谷歌的 Spanner 保證了時鐘同步的外部串行性，即使這是一個更嚴(yán)格的隔離級別，但它在標(biāo)準(zhǔn)隔離級別中并沒有定義。

SQL 標(biāo)準(zhǔn)中提到的隔離級別是：

• 串行化 (最嚴(yán)格、成本最高)：串行化執(zhí)行的效果與事務(wù)的串行執(zhí)行是一樣的。串行執(zhí)行是指每個事務(wù)在下一個事務(wù)開始之前執(zhí)行完成。需要注意的是，由于在解釋上的差異，串行化通常被實現(xiàn)成“快照隔離”(例如 Oracle)，但在 SQL 標(biāo)準(zhǔn)中并沒有“快照隔離”。
• 可重復(fù)讀：當(dāng)前事務(wù)中未提交的讀取對當(dāng)前事務(wù)可見，但其他事務(wù)所做的更改 (如新插入的行) 不可見。
• 讀已提交：未提交的讀取對事務(wù)不可見。只有提交的寫是可見的，但可能會發(fā)生幻讀取。如果另一個事務(wù)插入和提交新行，當(dāng)前事務(wù)在查詢時可以看到它們。
• 讀未提交 (最不嚴(yán)格、成本最低)：允許臟讀，事務(wù)可以看到其他事務(wù)未提交的更改。實際上，這個級別對于返回近似聚合很有用，比如 COUNT(*) 查詢。

串行化級別將發(fā)生數(shù)據(jù)競爭的機會降到最低，盡管它的開銷最大，并給系統(tǒng)帶來了最多的爭用。其他隔離級別開銷較小，但增加了數(shù)據(jù)競爭的可能性。有些數(shù)據(jù)庫允許設(shè)置隔離級別，有些數(shù)據(jù)庫不一定支持所有的隔離級別。

各種數(shù)據(jù)庫對隔離級別的支持情況

使用樂觀鎖

使用數(shù)據(jù)庫鎖的成本是非常高的，它們不僅引入了更多的爭用，而且要求應(yīng)用程序服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫之間保持穩(wěn)定的連接。排它鎖受網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的影響更大，并會導(dǎo)致難以識別和解決的死鎖。在這種情況下，可以考慮使用樂觀鎖。

樂觀鎖是指在讀取一行數(shù)據(jù)時，記下它的版本號、最近修改的時間戳或校驗和。然后，你可以在修改記錄之前檢查版本有沒有發(fā)生變化。

UPDATE products 
 
SET name = 'Telegraph receiver', version = 2 
 
WHERE id = 1 AND version = 1 

如果之前有一個更新操作修改了 products 表，那么當(dāng)前的更新操作將不修改任何數(shù)據(jù)。如果之前沒有被修改，當(dāng)前的更新操作將修改一行數(shù)據(jù)。

除了臟讀和數(shù)據(jù)丟失之外，還有其他異常

在討論數(shù)據(jù)一致性時，我們主要關(guān)注可能會導(dǎo)致臟讀和數(shù)據(jù)丟失的競態(tài)條件。但除了這些，我們還要注意異常數(shù)據(jù)。

這類異常的一個例子是寫傾斜（write skew）。寫傾斜并不是在進行寫操作時發(fā)生臟讀或數(shù)據(jù)丟失時出現(xiàn)的，而是在數(shù)據(jù)的邏輯約束被破壞時出現(xiàn)的。

例如，假設(shè)有一個監(jiān)控應(yīng)用程序，要求至少有一個運維人員可以隨叫隨到。

對于上述情況，如果兩個事務(wù)成功提交，就會出現(xiàn)寫傾斜。即使沒有發(fā)生臟讀或數(shù)據(jù)丟失，數(shù)據(jù)的完整性也會丟失，因為有兩個人被指派隨叫隨到。

串行化化隔離級別、模式設(shè)計或數(shù)據(jù)庫約束可能有助于消除寫傾斜。開發(fā)人員需要在開發(fā)期間識別出這些異常，避免在生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)這個問題。話雖如此，直接從代碼中識別出寫傾斜是非常困難的。特別是在大型的系統(tǒng)中，如果不同的團隊使用相同的表，但沒有相互溝通，也沒有檢查如何訪問數(shù)據(jù)，就更難發(fā)現(xiàn)問題了。

順序問題

數(shù)據(jù)庫提供的核心功能之一是順序保證，但這也是讓應(yīng)用程序開發(fā)人員感到驚訝的一個地方。數(shù)據(jù)庫按照接收事務(wù)的順序來安排順序，而不是按照代碼中所寫的事務(wù)順序來安排順序。事務(wù)執(zhí)行的順序很難預(yù)測，特別是在大規(guī)模并發(fā)系統(tǒng)中。

在開發(fā)過程中，特別是在使用非阻塞開發(fā)庫時，糟糕的可讀性可能會導(dǎo)致出現(xiàn)這樣的問題：用戶認(rèn)為事務(wù)是按順序執(zhí)行的，但事務(wù)可能以任意順序到達(dá)數(shù)據(jù)庫。下面的代碼看起來像是要順序地調(diào)用 T1 和 T2，但如果這些函數(shù)是非阻塞的，并且會立即返回 promise，那么實際的調(diào)用順序?qū)⒂伤鼈兊竭_(dá)數(shù)據(jù)庫的時間決定。

result1 = T1() // 返回的是promise 
 
result2 = T2() 

如果原子性是必需的 (完全提交或中止所有操作)，而且順序很重要，那么 T1 和 T2 應(yīng)該包含在單個數(shù)據(jù)庫事務(wù)中。

應(yīng)用程序級別的分片可在應(yīng)用程序之外進行

分片是對數(shù)據(jù)庫進行水平分區(qū)的一種方法。盡管有些數(shù)據(jù)庫可以自動對數(shù)據(jù)進行水平分區(qū)，但有些數(shù)據(jù)庫不會這么做，或者可能不擅長這么做。當(dāng)數(shù)據(jù)架構(gòu)師或開發(fā)人員能夠預(yù)測數(shù)據(jù)的訪問模式時，他們可能會在用戶端進行水平分區(qū)，而不是在數(shù)據(jù)庫端，這叫作應(yīng)用程序級別的分片。

“應(yīng)用程序級別的分片”通常給人一種錯誤的印象，即認(rèn)為分片應(yīng)該存在于應(yīng)用程序中。實際上，分片功能可以作為數(shù)據(jù)庫前面的一個層。隨著數(shù)據(jù)增長和模式的迭代，分片需求可能會變得越來越復(fù)雜。

一個應(yīng)用服務(wù)器與分片服務(wù)分離的示例架構(gòu)

將分片作為單獨的服務(wù)，可以在不重新部署應(yīng)用程序的前提下提升分片策略的迭代能力。Vitess 是這方面的一個很好的例子。Vitess 為 MySQL 提供了水平分片能力，客戶端可以通過 MySQL 協(xié)議連接到 Vitess，Vitess 會在各個 MySQL 節(jié)點上對數(shù)據(jù)進行分片。

https://youtu.be/OCS45iy5v1M?t=204

自動遞增 ID 有“毒”

自動遞增是生成主鍵的常用方法。使用數(shù)據(jù)庫作為 ID 生成器，并在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建帶有 ID 生成的表，這種情況并不少見。但是，通過自動遞增生成主鍵可能不是理想的方法，原因如下：

• 在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，自動遞增是一個難題。你需要一個全局鎖來生成 ID，但如果可以生成 UUID，就不需要協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫節(jié)點。使用帶鎖的自動遞增可能會引入爭用，并且可能會顯著降低分布式寫入性能。像 MySQL 這樣的數(shù)據(jù)庫可能需要特定的配置，并且要保證主主復(fù)制的正確性。但是，配置很容易出錯，并可能導(dǎo)致寫入中斷。
• 一些數(shù)據(jù)庫有基于主鍵的分區(qū)算法。順序 ID 可能會導(dǎo)致不可預(yù)測的熱點，導(dǎo)致某些分區(qū)數(shù)據(jù)量過大，而其他分區(qū)處于空閑狀態(tài)。
• 訪問數(shù)據(jù)庫最快方法是使用主鍵。如果你使用了其他列來標(biāo)識記錄，那么順序 ID 可能會變得毫無意義。所以，請盡可能選擇一個全局唯一的自然主鍵 (例如用戶名)。

在決定哪種方法更適合自己之前，請考慮一下自動遞增 ID 與 UUID 對索引、分區(qū)和分片的影響。

無鎖的陳舊數(shù)據(jù)很有用

多版本并發(fā)控制 (MVCC) 可以支持上述的很多一致性方面的能力。一些數(shù)據(jù)庫 (如 Postgres、Spanner) 借助 MVCC 讓每個事務(wù)可以查看快照，即數(shù)據(jù)庫的舊版本。這些事務(wù)可以串行化，以此來保持一致性。從舊快照讀取數(shù)據(jù)時，讀取的是陳舊的數(shù)據(jù)。

讀取稍微陳舊一點的數(shù)據(jù)也是很有用的，例如，基于數(shù)據(jù)生成分析報告或計算近似聚合值。

讀取陳舊數(shù)據(jù)的第一個好處是延時 (特別是當(dāng)數(shù)據(jù)庫分布在不同的地理區(qū)域時)。MVCC 數(shù)據(jù)庫的第二個優(yōu)點是它允許只讀事務(wù)是無鎖的。如果讀取陳舊數(shù)據(jù)是可接受的，那么對于偏重讀取很大的應(yīng)用程序來說，這就是一個主要的優(yōu)點。

應(yīng)用服務(wù)器從本地副本讀取 5 秒前的陳舊數(shù)據(jù)，即使在太平洋的另一端有可用的最新版本

數(shù)據(jù)庫會自動清除舊版本，在某些情況下，它們允許按需進行清理。例如，Postgres 允許用戶按需清理，或者每隔一段時間自動清理一次，而 Spanner 則使用垃圾回收器來清除超過一小時的陳舊數(shù)據(jù)。

任何與時鐘有關(guān)的資源之間都會發(fā)生時鐘傾斜

計算系統(tǒng)最隱秘的秘密是所有的時間 API 都會“撒謊”。計算機無法準(zhǔn)確地知道當(dāng)前時間，它們都有一個石英晶體，會產(chǎn)生計時信號，但石英晶體無法準(zhǔn)確地計時，不是比實際時鐘快就是比實際時鐘慢。每天出現(xiàn)的時間漂移最多可長達(dá) 20 秒。為了準(zhǔn)確起見，計算機上的時間需要時不時地與實際時間同步。

NTP 服務(wù)器用于同步時間，但同步本身可能會因為網(wǎng)絡(luò)而出現(xiàn)延遲。在同一個數(shù)據(jù)中心中進行 NTP 服務(wù)器同步需要花費一點時間，而與公共 NTP 服務(wù)器同步有可能出現(xiàn)更大的傾斜。

原子時鐘和 GPS 時鐘是用來確定當(dāng)前時間更好的一種來源，但它們昂貴，而且需要復(fù)雜的設(shè)置，無法在每臺機器上安裝?？紤]到這些限制，數(shù)據(jù)中心使用了多層方法。雖然原子時鐘和 GPS 時鐘提供了準(zhǔn)確的時間，但它們的時間是通過輔助服務(wù)器廣播到其他的機器上的。這意味著每臺機器都會與實際的時間發(fā)生某種量級的傾斜。

應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫通常位于不同的機器上，不僅分布在多臺機器上的數(shù)據(jù)庫節(jié)點無法就時間達(dá)成一致，應(yīng)用服務(wù)器時鐘和數(shù)據(jù)庫節(jié)點時鐘也無法達(dá)成一致。

谷歌的 TrueTime 采用了不同的方法。大多數(shù)人認(rèn)為谷歌在時鐘方面的進步要歸功于他們使用了原子時鐘和 GPS 時鐘，但這只是其中的部分原因。TrueTime 實際上做了這些事情：

• TrueTime 使用兩種不同的來源：GPS 和原子時鐘。這些時鐘有不同的故障模式，因此同時使用它們提高了可靠性。
• TrueTime 有一個非常規(guī)的 API，它以間隔的形式返回時間，時間可以是下限和上限之間的任意點。谷歌的分布式數(shù)據(jù)庫 Spanner 可以等待，直到確定當(dāng)前時間超過了特定時間。

Spanner 組件使用了 TrueTime，TT.now() 返回一個時間間隔，Spanner 可以進行 sleep，以確保當(dāng)前時間已經(jīng)通過了一個特定的時間戳。

延遲沒有看上去的那么簡單

如果你在一個房間里問 10 個人“延遲”是什么意思，他們可能會有不同的答案。在數(shù)據(jù)庫中，延遲通常是指“數(shù)據(jù)庫延遲”，而不是客戶端所感知到的延遲?？蛻舳丝梢钥吹綌?shù)據(jù)庫的延遲和網(wǎng)絡(luò)延遲。在調(diào)試問題時，能夠識別客戶端延遲和數(shù)據(jù)庫延遲是非常重要的。在收集和顯示指標(biāo)時，始終都要考慮到兩者。

評估每個事務(wù)的性能需求

有時候，數(shù)據(jù)庫會說明它們在讀寫吞吐量和延遲方面的性能特征和限制。但在評估數(shù)據(jù)庫性能時，更全面的做法是對每一個關(guān)鍵操作 (查詢或事務(wù)) 進行評估。例如：

• 往一張表 X（已經(jīng)有 5 千萬行記錄）插入新行，并更新相關(guān)表，此時的寫入吞吐量和延遲是怎么樣的？
• 當(dāng)平均朋友數(shù)量為 500 人時，查詢某個用戶的朋友的朋友，此時的延遲是怎樣的？
• 當(dāng)用戶訂閱了 500 個帳號 (每小時有 X 項更新) 時，查詢用戶時間軸的前 100 條記錄，此時的延遲是怎樣的？

性能評估可能包含了這些情況，直到你確信數(shù)據(jù)庫能夠滿足你的性能需求為止。

在收集指標(biāo)時，要小心高基數(shù)。如果你需要高基數(shù)調(diào)試數(shù)據(jù)，請使用日志，甚至是分布式跟蹤信息。

嵌套事務(wù)有風(fēng)險

并不是每一種數(shù)據(jù)庫都支持嵌套事務(wù)。嵌套事務(wù)可能會導(dǎo)致意外的編程錯誤，這些錯誤不容易識別，直到拋出異常。

嵌套事務(wù)可以在客戶端檢測和避免。如果無法避免，就要注意避免出現(xiàn)意外情況，即已提交的事務(wù)由于子事務(wù)而意外中止。

在不同的層封裝事務(wù)可能會出現(xiàn)意外的嵌套事務(wù)，而從可讀性角度來看，可能很難理解其意圖?？纯聪旅孢@個例子：

with newTransaction(): 
 
Accounts.create("609-543-222") 
 
with newTransaction(): 
 
Accounts.create("775-988-322") 
 
throw Rollback(); 

這段代碼的結(jié)果是什么？它是回滾兩個事務(wù)還是只回滾內(nèi)部事務(wù)？如果我們使用多層庫來封裝事務(wù)，會發(fā)生什么呢？我們是否能夠識別并改善這種情況？

假設(shè)一個數(shù)據(jù)層已經(jīng)在一個事務(wù)中實現(xiàn)了多個操作 (例如 newAccount)，在業(yè)務(wù)邏輯的事務(wù)中運行它們時會發(fā)生什么？此時具有怎樣的隔離性和一致性特征？

function newAccount(id string) { 
 
with newTransaction(): 
 
Accounts.create(id) 
 
} 

與其要處理這種問題，不如避免使用嵌套事務(wù)。數(shù)據(jù)層仍然可以實現(xiàn)自己的操作，但無需創(chuàng)建事務(wù)。然后，業(yè)務(wù)邏輯可以啟動、執(zhí)行、提交或中止事務(wù)。

function newAccount(id string) { 
 
Accounts.create(id) 
 
} 
 
// 在主程序中： 
 
with newTransaction(): 
 
// 從數(shù)據(jù)庫讀取一些配置數(shù)據(jù) 
 
// 調(diào)用ID服務(wù)生成ID 
 
Accounts.create(id) 
 
Uploads.create(id) // 創(chuàng)建用戶上傳隊列 

事務(wù)不應(yīng)該依賴應(yīng)用程序狀態(tài)

應(yīng)用程序開發(fā)人員可能會在事務(wù)中使用應(yīng)用程序狀態(tài)來更新某些值或設(shè)置查詢參數(shù)，這個時候要注意作用域。當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)問題時，客戶端經(jīng)常會重試事務(wù)。如果事務(wù)依賴的狀態(tài)在其他地方被修改，就使用了錯誤的值。

var seq int64 
 
with newTransaction(): 
 
newSeq := atomic.Increment(&seq) 
 
Entries.query(newSeq) 
 
// 其他操作 

無論最終結(jié)果如何，上面的事務(wù)每次運行時都會增加序列號。如果由于網(wǎng)絡(luò)原因提交失敗，在第二次重試時，它將使用不同的序列號進行查詢。

查詢計劃的作用

查詢計劃決定了數(shù)據(jù)庫將會如何執(zhí)行查詢。它們還會在執(zhí)行查詢之前對其進行分析和優(yōu)化。查詢計劃只能根據(jù)某些信號提供一些可能的估計。例如下面這個查詢：

SELECT * FROM articles where author = "rakyll" order by title; 

獲取結(jié)果有兩種方法：

• 全表掃描：我們可以遍歷表中的每條記錄，并返回與作者姓名匹配的文章，然后根據(jù)標(biāo)題排序。
• 索引掃描：我們可以使用一個索引來查找匹配的 ID，獲取這些行，然后排序。

查詢計劃的作用是確定最佳執(zhí)行策略。但可用于預(yù)測的信號是有限的，因此可能會導(dǎo)致做出錯誤的決策。DBA 或開發(fā)人員可以用它們來診斷和調(diào)優(yōu)性能較差的查詢。慢查詢?nèi)罩?、延遲問題或執(zhí)行時間統(tǒng)計信息可用于識別需要優(yōu)化的查詢。

查詢計劃提供的一些度量可能不會很準(zhǔn)確，特別是在估計延遲或 CPU 時間方面。作為查詢計劃的補充，跟蹤和執(zhí)行路徑工具在診斷這些問題方面更有用，但并不是每種數(shù)據(jù)庫都會提供這些工具。

在線遷移雖復(fù)雜，但還是有跡可循

在線或?qū)崟r遷移就是在不停機、不影響數(shù)據(jù)正確性的情況下從一個數(shù)據(jù)庫遷移到另一個數(shù)據(jù)庫。如果要遷移到同一個數(shù)據(jù)庫或引擎，實時遷移會容易一些，但要遷移到具有不同性能特征和模式需求的新數(shù)據(jù)庫，就要復(fù)雜得多。

在線遷移有一些可遵循的模式：

• 在兩個數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行雙重寫操作。在這個階段，新的數(shù)據(jù)庫不包含所有數(shù)據(jù)，但會包含新數(shù)據(jù)。在這一步穩(wěn)妥之后，就可以進入第二步。啟用針對兩個數(shù)據(jù)庫的查詢路徑。
• 讓新數(shù)據(jù)庫承擔(dān)主要的讀寫任務(wù)。
• 停止對舊數(shù)據(jù)庫的寫入，但可以繼續(xù)從舊數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)。此時，新數(shù)據(jù)庫仍然不包含所有數(shù)據(jù)，要讀取舊數(shù)據(jù)，仍然需要從舊數(shù)據(jù)庫獲得。
• 此時，舊數(shù)據(jù)庫是只讀的。用舊數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)填充新數(shù)據(jù)庫缺失的數(shù)據(jù)。遷移完成后，所有讀寫路徑都可以使用新數(shù)據(jù)庫，舊數(shù)據(jù)庫可以從系統(tǒng)中移除。

數(shù)據(jù)庫規(guī)模增長帶來的不可預(yù)測性

數(shù)據(jù)庫的增長會帶來不可預(yù)測的伸縮性問題。

隨著數(shù)據(jù)庫的增長，之前對數(shù)據(jù)大小和網(wǎng)絡(luò)容量的假設(shè)或預(yù)期可能會過時，比如大型 scheme 重構(gòu)、大規(guī)模的運維改進、容量問題、部署計劃改變或遷移到其他數(shù)據(jù)庫以避免宕機。

不要以為了解數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就足夠了，因為伸縮性會帶來新的未知問題。不可預(yù)測的數(shù)據(jù)熱點、不均勻的數(shù)據(jù)分布、意外的容量和硬件問題、不斷增長的流量和新的網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，這些都會迫使你重新考慮數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型、部署模型和部署規(guī)模。