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数据库分片有哪些替代方案

数据库分片的替代方案有:1、纵向扩缩;2、复制;3、分区。纵向扩缩可提高单台计算机的计算能力;复制是一种制作数据库的精确副本并将其存储在不同计算机上的技术;分区是将数据库表拆分为多个组的过程。

一、数据库分片的替代方案

数据库分片是一种横向扩缩策略,它分配额外的节点或计算机来共享应用程序的工作负载。由于其容错架构,组织可以从横向扩缩中受益。当一台计算机出现故障时,其他计算机将继续运行而不会中断。数据库设计人员通过在多个服务器之间分布逻辑分片来减少停机时间。 

不过,分片是几种数据库扩缩策略中的一种。探索其他技术并了解它们之间的差别。

1、纵向扩缩

纵向扩缩可提高单台计算机的计算能力。例如,IT 团队向数据库服务器添加 CPU、RAM 和硬盘来处理不断增加的流量。 

数据库分片与纵向扩缩的对比

纵向扩缩的成本较低,但可以纵向扩缩的计算资源是有限的。同时,作为一种横向扩缩策略,分片更易于实施。例如,IT 团队安装多台计算机,而不是升级旧的计算机硬件。

2、复制

复制是一种制作数据库的精确副本并将其存储在不同计算机上的技术。数据库设计人员使用复制来设计容错的关系数据库管理系统。当其中一台托管数据库的计算机出现故障时,其他副本仍可运行。复制是分布式计算系统中的常见做法。

数据库分片与复制的对比

数据库分片不会创建相同信息的副本。相反,它将一个数据库拆分为多个部分,并将它们存储在不同的计算机上。与复制不同,数据库分片不会带来高可用性。 分片可以与复制结合使用,以实现可扩展性和高可用性。

在某些情况下,数据库分片可能包含特定数据集的复制。例如,向美国和欧洲客户销售产品的零售商店,可能会将尺寸转换表的副本存储在两个区域的不同分片上。应用程序可以使用转换表的重复副本来转换测量尺寸,而无需访问其他数据库服务器。 

3、分区

分区是将数据库表拆分为多个组的过程。分区分为两种类型: 

  • 水平分区将数据库按行拆分。
  • 垂直分区会为数据库列创建不同的分区。 

数据库分片和分区的对比

数据库分片类似于水平分区。这两个进程都将数据库拆分为多组唯一的行。分区将所有数据组存储在同一台计算机上,但数据库分片将它们分布在不同的计算机上。

二、如何优化数据库分片以实现均匀的数据分布

当特定物理分片上发生数据过载,而其他物理分片仍然负载不足时,就会导致数据库热点。热点会减慢数据库的检索过程,从而无法实现数据分片的目的。 

良好的分片键选择可以在多个分片之间均匀分布数据。选择分片键时,数据库设计人员应考虑以下因素。 

1、基数

基数描述了分片键的可能值。它决定了单独的面向列的数据库中可能的最大分片数量。例如,如果数据库设计人员选择“是/否”数据字段作为分片键,则分片的数量限制为两个。

2、频率

频率是在特定分片中存储特定信息的概率。例如,数据库设计人员选择年龄作为健身网站的分片键。大多数记录可能会进入年龄在 30-45 岁的订阅者的节点中,从而产生数据库热点。 

3、单调变化

单调变化是分片键的变化率。单调增加或减少分片键会导致分片不平衡。例如,反馈数据库分为三个不同的物理分片,如下所示:

  • 分片 A 存储购买次数为 0-10 的客户的反馈。
  • 分片 B 存储购买次数为 11-20 的客户的反馈。
  • 分片 C 存储购买次数为 21 或更多的客户的反馈。

随着业务的增长,客户的购买次数将超过 21 次或更多。应用程序将其反馈存储在分片 C 中,这会导致分片不平衡,因为分片 C 包含的反馈记录比其他分片多。

以上就是关于数据库分片的替代方案以及如何优化数据库分片以实现均匀的数据分布的全部内容了,希望对你有所帮助。