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(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)上的實(shí)踐。

我還是那句話：思路比結(jié)論重要。

最早的數(shù)據(jù)庫(kù)都是單機(jī)的，其最大的痛點(diǎn)是啥？

無(wú)法線性擴(kuò)展。

磁盤(pán)能力無(wú)法線性擴(kuò)展，內(nèi)存能力無(wú)法線性擴(kuò)展，計(jì)算能力無(wú)法線性擴(kuò)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(gè)DBMS進(jìn)程內(nèi)，必須部署在一臺(tái)服務(wù)器上，完全處于競(jìng)爭(zhēng)態(tài)，無(wú)法線性擴(kuò)展，并行處理較差。

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

如何來(lái)提升系統(tǒng)的并行能力呢？

最容易想到的，就是把無(wú)狀態(tài)的邏輯計(jì)算部分，從DBMS進(jìn)程內(nèi)拆分出來(lái)，做成可擴(kuò)展的微服務(wù)集群，實(shí)現(xiàn)“計(jì)算與存儲(chǔ)分離”。

如上圖所示：

• CPU邏輯計(jì)算拆分出了獨(dú)立的進(jìn)程，可以集群部署，能夠線程擴(kuò)展；
• DISK/MEM 仍耦合在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，仍處于競(jìng)爭(zhēng)態(tài)，無(wú)法線性擴(kuò)展；

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

存儲(chǔ)部分磁盤(pán)IO仍有集中的資源競(jìng)爭(zhēng)，還有沒(méi)有進(jìn)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(kù)實(shí)例上，每部分?jǐn)?shù)據(jù)享有單獨(dú)的資源。

如上圖所示：

• 把整體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分為了N份，每份之間沒(méi)有交集；
• 每份數(shù)據(jù)的 DISK/MEM/CPU 都在一個(gè)DBMS進(jìn)程內(nèi)，部署在一臺(tái)服務(wù)器上；
• 每份數(shù)據(jù)的資源之間的沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)；

沒(méi)錯(cuò)，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(kù)擴(kuò)展性scalability架構(gòu)：

• Shared Everything：數(shù)據(jù)庫(kù)單機(jī)系統(tǒng)，資源競(jìng)爭(zhēng)；
• Shared Disk：Oracle Rac，計(jì)算與存儲(chǔ)分離；
• Shared Nothing：水平切分，復(fù)制集群，資源完全隔離；

補(bǔ)充一句，這三類架構(gòu)并沒(méi)有解決Availability與Consistency相關(guān)的問(wèn)題，這兩類問(wèn)題是通過(guò)其它架構(gòu)方案解決的，后面再講。