分库分表会带来读扩散问题?怎么解决?

随着数据量增加,单表性能下降,需要考虑分库分表。水平分表通常按ID范围或取模进行,但读扩散问题也随之而来。解决读扩散的方法包括创建新分片表,使用ES或TiDB等分布式数据库。TiDB通过Range分片,支持普通索引分片,类似倒排索引,能有效缓解读扩散问题。

分库分表

我们平时做项目开发。一开始,通常都先用一张数据表,而一般来说数据表写到2kw条数据之后,底层B+树的层级结构就可能会变高,不同层级的数据页一般都放在磁盘里不同的地方,换言之,磁盘IO就会增多,带来的便是查询性能变差。 如果对上面这句话有疑惑的话,可以去看下我之前写的文章。

于是,当我们单表需要管理的数据变得越来越多,就不得不考虑数据库 分表 。而这里的分表,分为 水平分表和垂直分表 。

垂直分表的原理比较简单,一般就是把某几列拆成一个新表,这样单行数据就会变小,B+树里的单个数据页(固定16kb)内能放入的行数就会变多,从而使单表能放入更多的数据。

垂直分表没有太多可以说的点。下面,我们重点说说最常见的 水平分表 。

水平分表有好几种做法,但不管是哪种,本质上都是将原来的 user 表,变成 user_0, user1, user2 .... uerN 这样的N多张小表。

从读写一张user 大表 ,变成读写 user_1 … userN 这样的N张 小表 。

分表

每一张小表里,只保存一部分数据,但具体保存多少,这个自己定,一般就订个 500w~2kw 。

那分表具体怎么做?

根据id范围分表

我认为最好用的,是根据id范围进行分表。

我们假设每张分表能放 2kw 行数据。那user0就放主键id为 1~2kw 的数据。user1就放id为 2kw+1 ~ 4kw ,user2就放id为 4kw+1 ~ 6kw , userN就放 2N kw+1 ~ 2(N+1)kw 。

根据id范围分表

假设现在有条数据,id=3kw,将这个 3kw除2kw = 1.5 ,向下取整得到 1 ,那就可以得到这条数据属于 user1表 。于是去读写user1表就行了。这就完成了数据的路由逻辑,我们把这部分逻辑封装起来,放在数据库和业务代码之间。

这样。 对于业务代码来说 ,它只知道自己在读写一张 user 表,根本不知道底下还分了那么多张小表。

对于数据库来说,它并不知道自己被分表了,它只知道有那么几张表,正好名字长得比较像而已。

这还只是在 一个数据库 里做分表,如果范围再搞大点,还能在&

<think> 我们参考已有的引用内容,重点解决用户提出的“分库分表解决跨库查询问题”的解决方案。 根据引用: 引用[2]提到:垂直分表后,查询需要关联查询,通过外键和事务保证一致性。 引用[3]提到:使用中间件(如MyCat、ShardingSphere)提供逻辑表的概念,透明化查询,中间件会处理路由、查询和结果合并。 引用[4]提到:XA模式用于分布式事务,分为两个阶段(prepare和commit/rollback),确保跨库的事务一致性。 因此,我们可以从以下几个方面来组织回答: 1. 中间件方案(最为常用) 2. 应用层解决方案(需要开发人员处理) 3. 全局表与冗余表(减少跨库查询) 4. 分布式事务(用于保证跨库更新的原子性) 5. 异步查询与结果合并(针对聚合查询) 注意:用户强调要参考站内引用,所以我们在回答中要自然融入引用标记。 另外,根据用户要求,我们需要生成相关问题,放在最后。 </think> ### 分库分表后跨库查询问题解决方案 分库分表后,数据分散在不同库/表中,跨库查询成为核心挑战。以下是5类主流解决方案及其实现逻辑: --- #### 一、中间件透明化路由(最常用方案) **原理**:中间件建立**逻辑表-物理表**映射关系,自动完成SQL解析、路由、结果聚合。 ```mermaid graph TB A[应用层] --> B[ShardingSphere/MyCat] B --> C{SQL解析} C -->|分片键查询| D[路由到具体分片] C -->|非分片键查询| E[广播查询所有分片] D & E --> F[结果归并] F --> G[返回聚合结果] ``` **优势**: - 应用层无感知(兼容ORM框架)[^3] - 支持聚合函数(SUM/MAX等自动合并) - 分片策略可配置(哈希/范围等) **示例**:ShardingSphere配置逻辑订单表→实际分片表`t_order_0`、`t_order_1` > 📌 **适用场景**:80%的OLTP场景,尤其适合分片键明确查询[^3] --- #### 二、全局二级索引(解决非分片键查询) **实现方式**: 1. **独立索引库**:创建独立数据库存储`(column_value, shard_key)`映射 ```sql -- 索引表结构 CREATE TABLE global_index ( user_name VARCHAR(50), shard_key INT -- 指向实际数据所在分片 ); ``` 2. **双写机制**:数据写入时同步更新索引表 **查询流程**: ```mermaid sequenceDiagram 应用层->>索引库: 查询user_name="张三"的shard_key 索引库-->>应用层: 返回shard_key=3 应用层->>分片3: 根据shard_key查询数据 ``` **代价**:写操作性能下降约15%~30%[^2] --- #### 三、数据冗余与宽表(空间换时间) **策略**: - **全局表**:全量复制基础数据(如地区字典表)到所有分库 - **字段冗余**:将高频查询字段冗余到主表(如订单表冗余用户姓名) **优化效果**: $$查询耗时 \propto \frac{1}{数据冗余度}$$ **限制**:仅适用于低频更新字段[^2] --- #### 四、异步聚合查询(OLAP场景) **架构**: ```mermaid graph LR A[分库] --> B[Binlog] B --> C[消息队列] C --> D[Elasticsearch/ClickHouse] D --> E[聚合查询] ``` **步骤**: 1. 通过CDC工具实时同步分库数据 2. 在列式存储中预计算聚合结果 3. 提供统一查询接口 > ️ **时延**:数据一致性为最终一致,延迟通常在秒级[^1] --- #### 五、分布式事务保障(跨库更新) 采用XA协议保证原子性: ```java // ShardingSphere XA事务示例 @ShardingTransactionType(TransactionType.XA) @Transactional public void crossDbUpdate() { orderDao.insert(...); // 操作分库A stockDao.reduce(...); // 操作分库B } ``` **两阶段提交流程**: 1. **Prepare阶段**:各分库预提交并锁定资源 2. **Commit/Rollback阶段**:事务管理器全局决策[^4] **性能影响**:事务耗时增加40%~60%,需权衡使用[^4] --- ### 方案选型建议 | **场景** | **推荐方案** | **注意事项** | |-------------------------|---------------------|-----------------------------| | 分片键精确查询 | 中间件路由 | 优先选择ShardingSphere | | 非分片键高频查询 | 全局二级索引 | 需评估写性能损耗 | | 历史数据分析 | 异步聚合+ES | 接受秒级延迟 | | 跨库强一致性事务 | XA分布式事务 | 避免长事务(>500ms) | | 基础数据查询(地域等) | 全局表复制 | 数据量需<1GB[^2] | > 💡 **核心原则**:根据查询模式选择方案,避免过度设计。当非分片键查询超过总请求20%时,需重新评估分片策略[^1]。 ---
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