14 高性能数据库集群:读写分离

Published 2018-07-23 22:52:41

“从0开始学架构”专栏已经更新了13期,从各个方面阐述了架构设计相关的理论和流程,包括架构设计起源、架构设计的目的、常见架构的复杂度分析、架构设计原则、架构设计流程等,掌握这些知识是做好架构设计的基础。

在具体实践过程中,为了更快、更好地设计出优秀的架构,除了掌握这些基础知识外,还需要掌握业界已经成熟的各种架构模式。大部分情况下,我们做架构设计主要是基于已有的成熟的模式,结合业务和团队的具体情况,进行一定的优化或者调整;即使少部分情况我们需要进行较大的创新,前提也是需要对已有的各种架构模式和技术非常熟悉。

接下来,我将逐一介绍最常见的“高性能架构模式”、“高可用架构模式”、“可扩展架构模式”,这些模式可能你之前大概了解过,但是其实每个方案里面都有很多细节,只有深入的理解这些细节才能理解常见的架构模式,进而设计出优秀的架构。

虽然近十年来各种存储技术飞速发展,但关系数据库由于其ACID的特性和功能强大的SQL查询,目前还是各种业务系统中关键和核心的存储系统,很多场景下高性能的设计最核心的部分就是关系数据库的设计。

不管是为了满足业务发展的需要,还是为了提升自己的竞争力,关系数据库厂商(Oracle、DB2、MySQL等)在优化和提升单个数据库服务器的性能方面也做了非常多的技术优化和改进。但业务发展速度和数据增长速度,远远超出数据库厂商的优化速度,尤其是互联网业务兴起之后,海量用户加上海量数据的特点,单个数据库服务器已经难以满足业务需要,必须考虑数据库集群的方式来提升性能。

从今天开始,我会分几期来介绍高性能数据库集群。高性能数据库集群的第一种方式是“读写分离”,其本质是将访问压力分散到集群中的多个节点,但是没有分散存储压力;第二种方式是“分库分表”,既可以分散访问压力,又可以分散存储压力。先来看看“读写分离”,下一期我在介绍“分库分表”。

读写分离原理

读写分离的基本原理是将数据库读写操作分散到不同的节点上,下面是其基本机构图。

读写分离的基本实现:

  • 数据库服务器搭建主从集群,一主一从,一主多从都可以。

  • 数据库主机负责读写操作,从机负责读操作。

  • 数据库主机通过复制将数据同步到从机,每台数据库服务器存储了所有的业务数据。

  • 业务服务器将写操作发给数据库主机,将读操作发给数据库从机。

需要注意的是,这里用的是“主从集群”,而不是“主备集群”。“从机”的“从”可以理解为“仆从”,仆从是要帮主人干活的,“从机”是需要提供读数据的功能的;而“备机”一般被认为仅仅提供备份功能,不提供访问功能。所以使用“主从”还是“主备”,是要看场景的,这两个词并不是完全等同的。

读写分离的实现逻辑并不复杂,但有两个细节点将引入设计复杂度:主从复制延迟和分配机制。

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