34、分片系统的扩展与优化

分片系统的扩展与优化

1. 选择分片键的重要性及常见陷阱

在构建可扩展的系统时，选择合适的分片键至关重要。一旦选定分片键，通常就难以更改，因为分片键是不可变的。选择不当的分片键会严重影响插入和查询性能，甚至使分片的优势荡然无存。

在为电子表格应用程序选择分片键的过程中，会遇到以下三个主要陷阱：
- 热点问题（Hotspots） ：某些分片键会导致所有读写操作都集中在单个分片的单个块上，使该分片不堪重负，而其他分片则闲置。
- 不可拆分块问题（Unsplittable chunks） ：过于粗粒度的分片键会使许多文档具有相同的分片键，导致这些文档无法拆分为单独的块，限制了MongoDB均匀分布数据的能力。
- 定位不佳问题（Poor targeting） ：如果分片键与查询没有关联，即使写入操作在集群中分布均匀，查询性能也会很差。

2. 具体分片键分析

2.1 以 _id 作为分片键

最初， _id 字段似乎是一个很好的分片键候选，因为每个文档都必须有 _id 字段，且默认有索引，很多查询中也会用到它，它由MongoDB使用BSON Object ID类型自动生成，本质上是一个全局唯一标识符（GUID）。

然而，使用Object ID作为分片键存在一个明显问题：其值是严格递增的。这意味着每个新文档的分片键都比集合中的其他文档大，所有新文档都会被写入到同一个块中，导致所有写入操作都集中在