一、緣起
當資料庫的資料量非常大時,水平切分和垂直拆分是兩種常見的降低資料庫大小,提公升效能的方法。假設有使用者表:
user(
uid bigint,
name varchar(16),
pass varchar(16),
age int,
*** tinyint,
flag tinyint,
sign varchar(64),
intro varchar(256)
…);
水平切分是指,以某個欄位為依據(例如uid),按照一定規則(例如取模),將乙個庫(表)上的資料拆分到多個庫(表)上,以降低單庫(表)大小,達到提公升效能的目的的方法,水平切分後,各個庫(表)的特點是:
(1)每個庫(表)的結構都一樣
(2)每個庫(表)的資料都不一樣,沒有交集
(3)所有庫(表)的並集是全量資料
二、什麼是垂直拆分
垂直拆分是指,將乙個屬性較多,一行資料較大的表,將不同的屬性拆分到不同的表中,以降低單庫(表)大小,達到提公升效能的目的的方法,垂直切分後,各個庫(表)的特點是:
(1)每個庫(表)的結構都不一樣
(2)一般來說,每個庫(表)的屬性至少有一列交集,一般是主鍵
(3)所有庫(表)的並集是全量資料
還是以上文提到的使用者表為例,如果要垂直拆分,可能拆分結果會是這樣的:
user_base(
uid bigint,
name varchar(16),
pass varchar(16),
age int,
*** tinyint,
flag tinyint,
…);user_ext(
uid bigint,
sign varchar(64),
intro varchar(256)
…);三、垂直切分的依據是什麼
當乙個表屬性很多時,如何來進行垂直拆分呢?如果沒有特殊情況,拆分依據主要有幾點:
(1)將長度較短,訪問頻率較高的屬性盡量放在乙個表裡,這個表暫且稱為主表
(2)將字段較長,訪問頻率較低的屬性盡量放在乙個表裡,這個表暫且稱為擴充套件表
如果1和2都滿足,還可以考慮第三點:
(3)經常一起訪問的屬性,也可以放在乙個表裡
優先考慮1和2,第3點不是必須。另,如果實在屬性過多,主表和擴充套件表都可以有多個。
一般來說,資料量併發量比較大時,資料庫的上層都會有乙個服務層。需要注意的是,當應用方需要同時訪問主表和擴充套件表中的屬性時,服務層不要使用join來連表訪問,而應該分兩次進行查詢:
原因是,大資料高併發網際網路場景下,一般來說,吞吐量和擴充套件性是主要矛盾:
(1)join更消損耗資料庫效能
(2)join會讓base表和ext表耦合在一起(必須在乙個資料庫例項上),不利於資料量大時拆分到不同的資料庫例項上(機器上)。畢竟減少資料量,提公升效能才是垂直拆分的初衷。
四、為什麼要這麼這麼拆分
為何要將字段短,訪問頻率高的屬性放到乙個表內?為何這麼垂直拆分可以提公升效能?因為:
(1)資料庫有自己的記憶體buffer,會將磁碟上的資料load到記憶體buffer裡(暫且理解為程序內快取吧)
(2)記憶體buffer快取資料是以row為單位的
(3)在記憶體有限的情況下,在資料庫記憶體buffer裡快取短row,就能快取更多的資料
(4)在資料庫記憶體buffer裡快取訪問頻率高的row,就能提公升快取命中率,減少磁碟的訪問
舉個例子就很好理解了:
假設資料庫記憶體buffer為1g,未拆分的user表1行資料大小為1k,那麼只能快取100w行資料。
如果垂直拆分成user_base和user_ext,其中:
(1)user_base訪問頻率高(例如uid, name, passwd, 以及一些flag等),一行大小為0.1k
(2)user_ext訪問頻率低(例如簽名, 個人介紹等),一行大小為0.9k
那邊記憶體buffer就就能快取近乎1000w行user_base的記錄,訪問磁碟的概率會大大降低,資料庫訪問的時延會大大降低,吞吐量會大大增加。
五、總結
(1)水平拆分和垂直拆分都是降低資料量大小,提公升資料庫效能的常見手段
(2)流量大,資料量大時,資料訪問要有service層,並且service層不要通過join來獲取主表和擴充套件表的屬性
(3)垂直拆分的依據,盡量把長度較短,訪問頻率較高的屬性放在主表裡
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