Sharding

Shard" 這個詞英文的意思是"碎片",而作為資料庫相關的技術用語,似乎最早見於大型多人線上角色扮演遊戲(MMORPG)中。。"Sharding" 姑且稱之為"分片"。一般分為:MySQL Proxy + HSCALE、Hibernate Shards 、Spock Proxy、HiveDB、PL/Proxy、Pyshards。

Sharding簡介

定義

事關資料庫擴展性 說起資料庫擴展性,這是個非常大的話題。目前的商業數據都有自己的擴展性解決方案,在過去相對來說比較成熟,但是隨著網際網路的高速發展,不可避免的會帶來一些計算模式上的演變,這樣很多主流商業系統也難免暴露出一些不足之處。比如 Oracle 的 RAC 是採用共享存儲機制,對於I/O 密集型的套用,瓶頸很容易落在存儲上,這樣的機制決定後續擴容只能是 Scale Up(向上擴展) 類型,對於硬體成本、開發人員的要求、維護成本都相對比較高 。

用途

Sharding 基本上是針對開源資料庫的擴展性解決方案,很少有聽說商業資料庫進行 Sharding 的。目前業界的趨勢基本上是擁抱Scale Out,逐漸從 Scale Up 中解放出來。

解釋

分片(sharding)的核心理念基於一個想法:資料庫大小以及資料庫上每單元時間內的交易數呈線型增長,查詢資料庫的回響時間(response time)以指數方式增長。

另外,在一個地方創建和維護一個大型資料庫的成本會成指數增長,因為資料庫將需要高端的計算機。相反地,數據碎片可以分布到大量便宜得多的商用伺服器上。就硬體和軟體要求而言,數據碎片相對來說沒什麼限制。

在某些情況中,資料庫分片(sharding)可以很簡單地完成。按地理位置拆分用戶資料庫就是一個常見的例子。位於東海岸的用戶被分到一台伺服器上,在西海岸的用戶被分在另一台伺服器上。假設沒有用戶有多個地理位置,這種分區很易於維護和創建規則。

但是數據分片(sharding)在某些情況下會是更為複雜的過程。例如,一個資料庫持有很少結構化數據,分片它就可能非常複雜,並且結果碎片可能會很難維護。

Sharding 的套用場景

概述

任何技術都是在合適的場合下能發揮應有的作用。 Sharding 也一樣。在線上遊戲、IM、BSP 都是比較適合 Sharding 的套用場景。其共性是抽象出來的數據對象之間的關聯數據很小。比如IM ,每個用戶如果抽象成一個數據對象,完全可以獨立存儲在任何一個地方,數據對象是 Share Nothing 的;再比如 Blog 服務提供商的站點內容,基本為用戶生成內容(UGC),完全可以把不同的用戶隔離到不同的存儲集合,而對用戶來說是透明的。

簡介

這個"Share Nothing" 是從資料庫集群中借用的概念,舉例來說,有些類型的數據粒度之間就不是 "Share Nothing" 的,比如類似交易記錄的歷史表信息,如果一條記錄中既包含賣家信息與買家信息,如果隨著時間推移,買、賣家會分別與其它用戶繼續進行交易,這樣不可避免的兩個買賣家的信息會分布到不同的 Sharding DB 上,而這時如果針對買賣家查詢,就會跨越更多的 Sharding ,開銷就會比較大。

Sharding 並不是資料庫擴展方案的銀彈,也有其不適合的場景,比如處理事務型的套用就會非常複雜。對於跨不同DB的事務,很難保證完整性,得不償失。所以,採用什麼樣的 Sharding 形式,不是生搬硬套的。

Sharding與資料庫分區(Partition)的區別

有的時候,Sharding 也被近似等同於水平分區(Horizontal Partitioning),網上很多地方也用水平分區來指代 Sharding,但我個人認為二者之間實際上還是有區別的。的確,Sharding 的思想是從分區的思想而來,但資料庫分區基本上是數據對象級別的處理,比如表和索引的分區,每個子數據集上能夠有不同的物理存儲屬性,還是單個資料庫範圍內的操作,而 Sharding 是能夠跨資料庫,甚至跨越物理機器的。

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