数据库之互联网常用架构方案一览
以下文章来源于 ITPUB
1. 高可用
2. 高性能
3. 一致性
4. 扩展性
方案一:主备架构,只有主库提供读写服务,备库冗余作故障转移用
jdbc:mysql://vip:3306/xxdb
3、一致性分析:读写都操作主库,不存在数据一致性问题。
4、扩展性分析:无法通过加从库来扩展读性能,进而提高整体性能。
5、可落地分析:两点影响落地使用。第一,性能一般,这点可以通过建立高效的索引和引入缓存来增加读性能,进而提高性能。这也是通用的方案。第二,扩展性差,这点可以通过分库分表来扩展。
方案二:双主架构,两个主库同时提供服务,负载均衡
jdbc:mysql://vip:3306/xxdb
1、高可用分析:高可用,一个主库挂了,不影响另一台主库提供服务。这个过程对业务层是透明的,无需修改代码或配置。
4、扩展性分析:当然可以扩展成三主循环,但笔者不建议(会多一层数据同步,这样同步的时间会更长)。如果非得在数据库架构层面扩展的话,扩展为方案四。
5、可落地分析:两点影响落地使用。第一,数据一致性问题,一致性解决方案可解决问题。第二,主键冲突问题,ID统一地由分布式ID生成服务来生成可解决问题。
方案三:主从架构,一主多从,读写分离
jdbc:mysql://master-ip:3306/xxdb
jdbc:mysql://slave1-ip:3306/xxdb
jdbc:mysql://slave2-ip:3306/xxdb
1、高可用分析:主库单点,从库高可用。一旦主库挂了,写服务也就无法提供。
4、扩展性分析:可以通过加从库来扩展读性能,进而提高整体性能。(带来的问题是,从库越多需要从主库拉取binlog日志的端就越多,进而影响主库的性能,并且数据同步完成的时间也会更长)
5、可落地分析:两点影响落地使用。第一,数据一致性问题,一致性解决方案可解决问题。第二,主库单点问题,笔者暂时没想到很好的解决方案。
注:思考一个问题,一台从库挂了会怎样?读写分离之读的负载均衡策略怎么容错?
方案四:双主+主从架构,看似完美的方案
jdbc:mysql://vip:3306/xxdb
jdbc:mysql://slave1-ip:3306/xxdb
jdbc:mysql://slave2-ip:3306/xxdb
3、一致性分析:存在数据一致性问题。请看,一致性解决方案 。
4、扩展性分析:可以通过加从库来扩展读性能,进而提高整体性能。(带来的问题同方案二)
5、可落地分析:同方案二,但数据同步又多了一层,数据延迟更严重。
第一类:主库和从库一致性解决方案
既然知道了数据不一致性产生的原因,有下面几个解决方案供参考:
1、直接忽略,如果业务允许延时存在,那么就不去管它。
2、强制读主,采用主备架构方案,读写都走主库。用缓存来扩展数据库读性能 。有一点需要知道:如果缓存挂了,可能会产生雪崩现象,不过一般分布式缓存都是高可用的。
4、半同步复制,等主从同步完成,写请求才返回。就是大家常说的“半同步复制”semi-sync。这可以利用数据库原生功能,实现比较简单。代价是写请求时延增长,吞吐量降低。
5、数据库中间件,引入开源(mycat等)或自研的数据库中间层。个人理解,思路同选择读主。数据库中间件的成本比较高,并且还多引入了一层。**
第二类:DB和缓存一致性解决方案
先来看一下常用的缓存使用方式:
注:如果按照这种方式,图一,不会产生DB和缓存不一致问题;图二,会产生DB和缓存不一致问题,即4.read先于3.sync执行。如果不做处理,缓存里的数据可能一直是脏数据。解决方式如下:
1、架构演变
1、架构演变一:方案一 -> 方案一+分库分表 -> 方案二+分库分表 -> 方案四+分库分表;
2、架构演变二:方案一 -> 方案一+分库分表 -> 方案三+分库分表 -> 方案四+分库分表;
3、架构演变三:方案一 -> 方案二 -> 方案四 -> 方案四+分库分表;
4、架构演变四:方案一 -> 方案三 -> 方案四 -> 方案四+分库分表;
2、个人见解
1、加缓存和索引是通用的提升数据库性能的方式;
2、分库分表带来的好处是巨大的,但同样也会带来一些问题,详见前日推文。
3、不管是主备+分库分表还是主从+读写分离+分库分表,都要考虑具体的业务场景。绝大部分的数据库架构还是采用方案一和方案一+分库分表,只有极少部分用方案三+读写分离+分库分表。另外,阿里云提供的数据库云服务也都是主备方案,要想主从+读写分离需要二次架构。
正文结束
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