在互聯(lián)網初創(chuàng)時期，企業(yè)往往采用單體架構去搭建自己的應用系統(tǒng)，但是，隨著企業(yè)的不斷壯大，系統(tǒng)訪問量不斷隨之上升，數(shù)據(jù)量也急劇增長。數(shù)據(jù)的存儲是首先要解決的問題，在這個大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)就是企業(yè)的命根子，數(shù)據(jù)庫的單體架構很難滿足數(shù)據(jù)的存儲，這時，我們要對數(shù)據(jù)進行切分，數(shù)據(jù)的切分又分為垂直切分和水平切分。
在數(shù)據(jù)切分之前，我們的所有業(yè)務都放在一個數(shù)據(jù)庫中，比如：我們的用戶業(yè)務，商品業(yè)務，訂單業(yè)務。數(shù)據(jù)庫的架構如下：
在業(yè)務發(fā)展到一定規(guī)模時，一個數(shù)據(jù)庫很難滿足數(shù)據(jù)的存儲，并且導致數(shù)據(jù)的訪問比較慢，導致用戶的流失。這時，我們要對數(shù)據(jù)進行切分，使其從單一的數(shù)據(jù)庫的存儲分散到多個數(shù)據(jù)庫的存儲。在進行數(shù)據(jù)切分時，我們要遵循先垂直后水平的原則。
數(shù)據(jù)的垂直切分也就是數(shù)據(jù)的縱向切分，按照業(yè)務將數(shù)據(jù)進行切分。在上面的例子中，我們將一個數(shù)據(jù)庫切分為：用戶庫，商品庫，訂單庫。將原來的一個數(shù)據(jù)庫分為了三個數(shù)據(jù)庫，分散了數(shù)據(jù)的存儲壓力，同時也分散了數(shù)據(jù)的讀取壓力。如圖所示：
但是，隨著業(yè)務的發(fā)展，單個業(yè)務庫也會遇到存儲的瓶頸，比如：用戶的急劇增長，導致單一的用戶庫無法存儲，用戶訪問的速度變慢等。這時，我們就要對數(shù)據(jù)進行水平切分了，將用戶按照某種規(guī)則平均分配到多個數(shù)據(jù)庫中，也就是將原來的單一的用戶庫進行了水平擴展。如圖所示：
這里，我們只是水平的拆分了兩個庫，大家可以根據(jù)自己的系統(tǒng)情況，拆分成更多的數(shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)庫的整體架構我們規(guī)劃好了，那么我們在進行開發(fā)的時候，怎么確定一條數(shù)據(jù)從哪個數(shù)據(jù)庫讀取呢？或者插入一條數(shù)據(jù)的時候，這條數(shù)據(jù)要插入到哪一個數(shù)據(jù)庫呢？數(shù)據(jù)庫的選擇是交給開發(fā)人員負責呢？還是統(tǒng)一的設置一個代理層呢？開發(fā)人員在開發(fā)的時候，關注的焦點是業(yè)務，復雜的業(yè)務已經占據(jù)了他們大部分的精力，如果再讓他們去考慮數(shù)據(jù)庫的問題，對他們的壓力是非常大的，而且每個開發(fā)人員的代碼風格也不一樣，導致項目混亂，臃腫，難以維護。所以，我們往往采用代理層統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)的分片，這時，我們的MyCAT分庫分表中間件就登場了，它去做統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫層的代理。如圖：
MyCAT統(tǒng)一做數(shù)據(jù)庫層的代理，對外暴露一個地址，應用系統(tǒng)直接連接MyCAT，就像連接普通的MySQL一樣，沒有任何的區(qū)別。所有的CRUD操作都直接對應MyCAT，再由MyCAT做具體的數(shù)據(jù)分片，數(shù)據(jù)分片的過程對于開發(fā)人員來說是透明的，不需要額外的處理，這樣，開發(fā)人員只需要關注業(yè)務就可以了。
可用性對于一個系統(tǒng)來說是非常重要的，尤其是在當今的互聯(lián)網時代，系統(tǒng)宕機1分鐘，帶來的損失都是非常嚴重的，所以，我們在搭建系統(tǒng)時，往往采用集群方式，某一個節(jié)點的不可用，不影響整體系統(tǒng)的可用性。在前面的例子中，我們所有的節(jié)點都是單節(jié)點，存在著單點故障，這是我們不希望看到的，所以我們要搭建集群。6個業(yè)務數(shù)據(jù)庫我們都可以做主從，這時，用戶1庫可以搭建為 用戶1（主）和用戶1（從），用戶2庫可以搭建為 用戶2（主）和用戶2（從）。訂單庫和商品庫也可以做同樣的操作，如圖：
這樣我們的業(yè)務數(shù)據(jù)庫不存在單點故障了，但是MyCAT成為了單點，如果MyCAT發(fā)生故障，或者MyCAT承載了大量的數(shù)據(jù)庫的請求，MyCAT成了整個系統(tǒng)的唯一瓶頸。那么MyCAT我們如何搭建集群呢？有的小伙伴可能會說了，我們再部署一個MyCAT，這個MyCAT和前一個MyCAT配置一樣就可以了。是的，這只是其中的第一步，我們有了兩個MyCAT連接數(shù)據(jù)庫，那么我們的應用系統(tǒng)也需要連接兩個MyCAT嗎？兩個MyCAT我們要如何分配請求呢？這是不是又增加了應用系統(tǒng)的復雜性呢？所以，我們在兩個MyCAT上面再增加一個負載均衡器，它可以將請求按照某種規(guī)則分配到兩個MyCAT上，這個負載均衡器我們采用HAProxy。整體架構如圖：
這樣MyCAT的單點故障解決了，但是HAProxy又成了單點，這是不是很有意思，似乎總有一個單點解決不了。在這里最后一個單點HAProxy，我們使用KeepAlived做故障轉移就可以解決了，兩個KeepAlived可以提供一個虛擬IP，業(yè)務系統(tǒng)直接連接這個虛擬IP，后面的過程對于應用系統(tǒng)是透明的。如圖所示：
這就是我們最終的數(shù)據(jù)庫架構，不存在任何的單點故障。
進行了分庫分表后，隨之而來的問題也就出現(xiàn)了，那就是ID的問題和分布式事務的問題，分布式ID和分布式事務在MyCAT中都有相應的解決方案，我們在MyCAT中進行配置就可以了。
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