阿里終面:業(yè)務(wù)主表讀寫緩慢如何優(yōu)化?
無論多么復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景,一條數(shù)據(jù)的一生都體現(xiàn)在CRUD操作上,正是創(chuàng)建、查詢、修改、刪除。正如人的生死輪回,數(shù)據(jù)亦是如此,一條數(shù)據(jù)隨著時間的流逝,其價值也是在逐漸變小。
數(shù)據(jù)存在的價值則是在于它被使用的程度,在不同的系統(tǒng)中,人們對于不同時期的數(shù)據(jù)有著不同的需求。
比如12306、攜程上的火車、機票訂單,人們往往只關(guān)注30天之內(nèi)的訂單,而攜程正是默認只保留30天的訂單信息,超過30天的訂單需要通過手機號查找。
攜程訂單
攜程為什么要這么做?
其實仔細想想不難明白,作為全國購票平臺,每年數(shù)以億計的訂單,如果全部能夠開放操作(CRUD),那么系統(tǒng)將會瞬間崩潰。
一個訂單走到終態(tài)的標志則是這筆訂單的完成,也就意味著這筆訂單除了查詢的需求,不再任由用戶修改、刪除。
其實攜程所用的架構(gòu)方法正是:冷熱分離。
什么是冷熱分離?
冷熱分離則是在處理數(shù)據(jù)時將數(shù)據(jù)庫分為熱庫和冷庫兩個庫。冷庫存放的是走到終態(tài)的數(shù)據(jù),熱庫存放的是還需要修改的數(shù)據(jù)。
比如30天之內(nèi)的機票、火車票訂單,用戶可能需要對這期間的訂單做出退票、開發(fā)票的操作,但是30天之前訂單卻只有查詢的需求,因此可以將30天之內(nèi)的訂單放到熱庫中,之前的訂單存放到冷庫中。
那么這里又引出了兩個概念,分別是:
- 熱數(shù)據(jù):被頻繁更新;響應(yīng)時間有要求
- 冷數(shù)據(jù):不允許更新(具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)具體分析),偶爾被查詢;響應(yīng)時間無要求。
什么情況下需要使用冷熱分離?
在大型的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,如果出現(xiàn)了以下場景則應(yīng)該考慮冷熱分離:
- 主業(yè)務(wù)響應(yīng)延遲太大,比如12306下訂單太慢了。
- 數(shù)據(jù)走到終態(tài)后,沒有更新需求,只有讀的需求,比如訂單的完成狀態(tài)。
- 用戶能夠接受新舊數(shù)據(jù)分開查詢,比如攜程的訂單查詢30天之前的需要用手機號查詢。
補充:當然現(xiàn)在有些系統(tǒng)不像攜程那樣將往期訂單分開查詢,但是其實內(nèi)部也是做了冷熱分離,只不過是在你無感知的情況下完成的。
如何判斷一個數(shù)據(jù)是冷數(shù)據(jù)還是熱數(shù)據(jù)?
這個就要根據(jù)自己業(yè)務(wù)系統(tǒng)來區(qū)分了,一般而言是根據(jù)主表中的一個或者多個字段進行標識區(qū)分,比如訂單的時間,這個是時間維度,可以將3個月之前的數(shù)據(jù)定義為冷數(shù)據(jù),最近3個月的數(shù)據(jù)定義為熱數(shù)據(jù)。
當然也可以是狀態(tài)維度,比如訂單的狀態(tài),已完結(jié)的訂單定義為冷數(shù)據(jù),未完結(jié)的訂單定義為熱數(shù)據(jù)。
同樣的也可以將時間維度和狀態(tài)維度組合起來,比如下單時間大于3個月且訂單狀態(tài)為已完結(jié)的定義為冷數(shù)據(jù),反則為熱數(shù)據(jù)。
總之:根據(jù)自己業(yè)務(wù)需求,具體問題具體分析。
但是需要注意以下兩點:
- 如果一個數(shù)據(jù)被標識為冷數(shù)據(jù),業(yè)務(wù)代碼不會再對它進行寫操作
- 不會同時存在讀冷/熱數(shù)據(jù)的需求。
如何實現(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)分離?
一切的理論知識都要經(jīng)過實戰(zhàn)的檢驗,基礎(chǔ)知識了解了,那么如何實現(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)的分離呢?下面介紹三種常見的方法。
1、業(yè)務(wù)代碼修改
這種方案是直接修改業(yè)務(wù)代碼,對代碼的侵入性比較高,無法按照時間進行區(qū)分,在數(shù)據(jù)修改時觸發(fā)冷熱分離。
該種方案需要在業(yè)務(wù)代碼層面判斷是否需要冷熱分離,比如訂單的狀態(tài)修改,一旦狀態(tài)為終態(tài)則將這條數(shù)據(jù)標記為冷數(shù)據(jù),然后觸發(fā)冷熱處理,將其寫入冷庫,同時刪除熱庫中的這筆數(shù)據(jù)。
2、監(jiān)聽數(shù)據(jù)庫日志
該種方案需要監(jiān)聽binlog日志的方式進行觸發(fā),比如訂單狀態(tài)修改了,則觸發(fā)冷熱分離。
同樣的這里無法按照時間區(qū)分,但是對代碼無侵入。
監(jiān)聽binlog日志的工具有很多,前面介紹過,比如阿里的canal,還有其他的開源中間件可供選擇,如下:
對于MySQL數(shù)據(jù)庫建議選擇canal,使用方式看:實戰(zhàn)!Spring Boot 整合 阿里開源中間件 Canal 實現(xiàn)數(shù)據(jù)增量同步!
整個流程如下圖:
3、定時任務(wù)掃描
該種方案可以按照時間區(qū)分,與業(yè)務(wù)代碼解耦,是個不錯的選擇。
流程如下:
總結(jié)解決讀寫緩慢的問題冷熱分離是個不錯的選擇,上述介紹了三種方案實現(xiàn)冷熱分離,雖說都能實現(xiàn),但是仍然要考慮諸多問題,最棘手的問題就是數(shù)據(jù)一致性的問題。
在冷熱分離的處理邏輯中一定要保證熱庫、冷庫中的數(shù)據(jù)一致性問題,手段很多,這里就不再過多介紹了。