数据库结构演变

传统单机数据库面临的挑战

以电商网站为例，在网站创建之初，日均访问量可能只有几百到几千人，这时整个业务后台可能就一个数据库，所有业务表都放在这个数据库中，一台普通的服务器就可以支撑，而且这种架构对业务开发人员也非常友好，因为所有的表都在一个库中，这样查询语句就可以灵活关联了，使用起来很便捷。

图1 所有业务表都在一个数据库中

但是随着业务的不断发展，每天访问网站的人越来越多，数据库的压力也越来越大。通过分析发现，所有的访问流量中，80%以上都是读流量，只有20%左右的写流量，这时可以通过读写分离来缓解数据库的访问压力。

图2 读写分离

由于网站的访问量越来越大，尽管采取了读写分离的方式，但随着数据库的压力继续增加，数据库的瓶颈越来越突出。这时我们发现，我们的网站演进到现在，交易、商品、用户的数据都还在同一个数据库中。然而在这个巨大而且臃肿的数据库中，表和表之间的数据很多是没有关系的，也不需要JOIN操作，理论上就应该把它们分别放到不同的服务器，即垂直分库。

图3 垂直分库

随着业务的不断增长，我们发现交易、商品、用户这些库都变得巨大无比，单机数据库已经无法满足业务的继续增长，这时可以考虑对这些表进行水平拆分，即同一个表中的数据拆分到两个甚至多个数据库中。以用户表为例，数据可以根据userid的奇偶来确定数据的划分。把id为奇数的放到DB1，为偶数的放DB2。

图4 水平分表

开源中间件解决方案及其存在的问题

读写分离、垂直拆库、水平分表作为大型网站后台的刚需，市面上有很多中间件可以满足，比较有代表性的有：阿里巴巴的Cobar、MyCAT。然而这些开源中间件都存在以下缺点：

配置复杂

1. 基于开源中间件对一张大表进行水平拆分需要以下六步操作：
   
2. 部署数据库节点
   
3. 安装和部署中间件软件（多个）
   
4. 登录到各数据库节点，创建子表
   
5. 把子表的信息，配置到每个中间件的配置文件，然后启动
   
6. 用HAProxy等负载均衡收敛中间件IP，对外提供一个IP
   
7. 业务正式访问

运维极其不便

基于开源中间件对系统进行扩容需要进行以下几步：

图5 开源中间件系统扩容

开源中间件使用和运维的复杂性给业务发展造成了非常大的压力，无形中为企业发展带来了很大的负担。