20、数据库复制与分区策略详解

数据库复制与分区策略详解

1. 复制的目的与挑战

复制是指在不同节点上保存相同数据的多个副本，其具有多种重要目的：
- 高可用性 ：确保即使一台机器、多台机器甚至整个数据中心出现故障，系统仍能继续运行。
- 离线操作 ：允许应用程序在网络中断时继续工作。
- 低延迟 ：将数据放置在地理位置上靠近用户的地方，使用户能够更快地与数据进行交互。
- 可扩展性 ：通过在副本上执行读取操作，能够处理比单台机器更高的读取负载。

然而，复制虽然目标简单，但实际上是一个非常棘手的问题。它需要仔细考虑并发问题以及各种可能出现的故障，并处理这些故障带来的后果。至少，我们需要处理不可用节点和网络中断的情况，更不用说软件错误导致的数据静默损坏等更隐蔽的故障了。

1.1 主要的复制方法

主要有三种复制方法，每种方法都有其优缺点，具体如下表所示：
| 复制方法 | 描述 | 优点 | 缺点 |
| — | — | — | — |
| 单领导者复制 | 客户端将所有写入操作发送到单个节点（领导者），领导者将数据更改事件流发送到其他副本（追随者）。读取操作可以在任何副本上执行，但从追随者读取的数据可能是陈旧的。 | 易于理解，无需担心冲突解决。 | |
| 多领导者复制 | 客户端将每个写入操作发送到多个领导者节点之一，任何领导者都可以接受写入。领导者之间以及领导者与追随者节点之间会相互发送数据更改事件流。 | 在存在故障节点、网络中断和延迟高峰时更具鲁棒性。