有看了短視頻的同學(xué)吐槽：“講了這么多scalability理論，也不知道究竟有什么用”。今天就和大家聊聊scalability理論，在數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計上的實踐。

我還是那句話：思路比結(jié)論重要。

最早的數(shù)據(jù)庫都是單機的，其最大的痛點是啥？

無法線性擴展。

磁盤能力無法線性擴展，內(nèi)存能力無法線性擴展，計算能力無法線性擴展。

架構(gòu)師們稱之為“Shared Everything”架構(gòu)。

如上圖所示，DISK/MEM/CPU 都耦合在一個DBMS進程內(nèi)，必須部署在一臺服務(wù)器上，完全處于競爭態(tài)，無法線性擴展，并行處理較差。

數(shù)據(jù)庫單機部署，就是典型的“Shared Everything”架構(gòu)。

如何來提升系統(tǒng)的并行能力呢？

最容易想到的，就是把無狀態(tài)的邏輯計算部分，從DBMS進程內(nèi)拆分出來，做成可擴展的微服務(wù)集群，實現(xiàn)“計算與存儲分離”。

如上圖所示：

• CPU邏輯計算拆分出了獨立的進程，可以集群部署，能夠線程擴展；
• DISK/MEM 仍耦合在一個進程內(nèi)，仍處于競爭態(tài)，無法線性擴展；

Oracle Rac，就是典型的“Shared Disk”架構(gòu)，核心思路是“計算與存儲分離”。

存儲部分磁盤IO仍有集中的資源競爭，還有沒有進一步的優(yōu)化空間呢？

最容易想到的，就是把數(shù)據(jù)打散，分布到不同的數(shù)據(jù)庫實例上，每部分數(shù)據(jù)享有單獨的資源。

如上圖所示：

• 把整體數(shù)據(jù)存儲分為了N份，每份之間沒有交集；
• 每份數(shù)據(jù)的 DISK/MEM/CPU 都在一個DBMS進程內(nèi)，部署在一臺服務(wù)器上；
• 每份數(shù)據(jù)的資源之間的沒有競爭；

沒錯，這就是“水平切分”，它是典型的”Shared Nothing”架構(gòu)。

稍作總結(jié)，數(shù)據(jù)庫擴展性scalability架構(gòu)：

• Shared Everything：數(shù)據(jù)庫單機系統(tǒng)，資源競爭；
• Shared Disk：Oracle Rac，計算與存儲分離；
• Shared Nothing：水平切分，復(fù)制集群，資源完全隔離；

補充一句，這三類架構(gòu)并沒有解決Availability與Consistency相關(guān)的問題，這兩類問題是通過其它架構(gòu)方案解決的，后面再講。