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數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代應(yīng)用程序的重要組成部分，也是存儲(chǔ)和管理海量數(shù)據(jù)的核心。但是在高并發(fā)的情況下，傳統(tǒng)的單一數(shù)據(jù)庫往往難以承受高負(fù)載的讀寫請求。這時(shí)候，數(shù)據(jù)庫讀寫分離成為一種有效的優(yōu)化數(shù)據(jù)操作的方法。
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什么是數(shù)據(jù)庫讀寫分離？
數(shù)據(jù)庫讀寫分離是指將數(shù)據(jù)庫的讀操作和寫操作分別放在不同的服務(wù)器上進(jìn)行處理，以減輕單一服務(wù)器的負(fù)載壓力。通過這種方式，可以有效提高數(shù)據(jù)庫的讀寫性能，并提高應(yīng)用程序的并發(fā)處理能力。
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離的方法
1. 數(shù)據(jù)庫主從同步
數(shù)據(jù)庫主從同步是一種較為常見的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離的方法。在該方法中，主數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)寫操作，從數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)讀操作。主數(shù)據(jù)庫將所有的寫操作同步到從數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫分離。
2. 數(shù)據(jù)庫分區(qū)
數(shù)據(jù)庫分區(qū)是將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)服務(wù)器上的方法，每個(gè)服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一部分?jǐn)?shù)據(jù)。這種方法可以實(shí)現(xiàn)高可用性和高性能，并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性。
3. 數(shù)據(jù)庫緩存
數(shù)據(jù)庫緩存將數(shù)據(jù)庫的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，以縮短數(shù)據(jù)庫的讀取時(shí)間。在這種機(jī)制下，如果緩存中存在請求的數(shù)據(jù)，就直接從緩存中讀取，避免了對數(shù)據(jù)庫的頻繁操作。
4. 數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡
數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡是指將請求分配到多個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行處理，以均衡負(fù)載壓力。這種方法可以通過硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)化數(shù)據(jù)操作的方法
1. 減少SQL語句的數(shù)量
在SQL查詢時(shí)，每一個(gè)SQL語句的執(zhí)行都會(huì)對數(shù)據(jù)庫造成壓力，因此需要盡量減少SQL語句的數(shù)量?？梢酝ㄟ^使用索引、使用聯(lián)結(jié)查詢等方法進(jìn)行優(yōu)化。
2. 使用數(shù)據(jù)緩存
在高并發(fā)的情況下，數(shù)據(jù)庫的讀寫壓力非常大，因此使用數(shù)據(jù)緩存可以有效減輕數(shù)據(jù)庫的壓力?？梢允褂镁彺娌寮蛘叩谌骄彺娼鉀Q方案進(jìn)行優(yōu)化。
3. 數(shù)據(jù)庫分區(qū)
數(shù)據(jù)庫分區(qū)可以有效分散數(shù)據(jù)庫的壓力，并提高數(shù)據(jù)庫的讀寫性能?？梢愿鶕?jù)應(yīng)用程序的特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)，并使用合適的數(shù)據(jù)庫分區(qū)方案進(jìn)行優(yōu)化。
4. 數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡
數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡可以將請求分散到多個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行處理，從而均衡數(shù)據(jù)庫的讀寫壓力?？梢允褂糜布O(shè)備或者軟件方案來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
數(shù)據(jù)庫讀寫分離是一種優(yōu)化數(shù)據(jù)操作的有效方法，可以有效提高數(shù)據(jù)庫的讀寫性能，并提高應(yīng)用程序的并發(fā)處理能力。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離需要根據(jù)應(yīng)用程序的特點(diǎn)選擇合適的方法，并使用合適的優(yōu)化策略。同時(shí)，需要注意減少SQL語句的數(shù)量，使用數(shù)據(jù)緩存，數(shù)據(jù)庫分區(qū)以及數(shù)據(jù)庫負(fù)載均衡等方案來優(yōu)化數(shù)據(jù)庫操作。
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數(shù)據(jù)庫讀寫分離同步延時(shí)問題怎么解決？
業(yè)務(wù)發(fā)展初期，數(shù)據(jù)庫的壓力相對較小，這時(shí)候使用單獨(dú)一個(gè)庫就可以。
引出的問題：如果數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障，我們的業(yè)務(wù)就不能使用，只能說是停機(jī)重啟修復(fù)故障。
由于單體帶出的問題，這時(shí)候我們就需要加一個(gè)備用庫，緊急情況可以用備庫頂上，相當(dāng)于加一個(gè)替補(bǔ)隊(duì)清數(shù)世員。
通過MySQL自帶的主從同步機(jī)制，就可以放我們的替補(bǔ)隊(duì)員上線。
當(dāng)正式隊(duì)員（主庫）發(fā)生故障，我們就可以人工讓其下線，讓替補(bǔ)隊(duì)員（備庫）頂上。
引出的問題：隨著業(yè)務(wù)大規(guī)模爆發(fā)，主庫的壓力過大，我們就想讓備庫承擔(dān)起更大的責(zé)任來。
讀寫分離架構(gòu)本質(zhì)也就是主備架構(gòu)，與主備架構(gòu)沒有本質(zhì)區(qū)別，就是在主備架構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加一層對讀寫請求的處理，使其能夠更大程度上利用備用庫為我們分擔(dān)一些讀的壓力。
讀寫分離架構(gòu)，需要在中間加一層控制讀寫請求的路由
分庫分表的本質(zhì)上是切分?jǐn)?shù)據(jù)，是由于數(shù)據(jù)量級的提升，不對數(shù)據(jù)切分會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫讀寫性能。
甚至是如果不切分，磁盤、內(nèi)存、CPU無法承載這樣的壓力，數(shù)據(jù)庫隨時(shí)在奔潰的邊緣。
分庫分表與前三者是有本質(zhì)區(qū)別的，分庫分表后每一個(gè)庫分片都可以采取以上三種方式的任意一種，可以是單體分片，也可以是主備分片，也可以是做了讀寫分離的分片。
分庫分表和前三者中的一種是共生的關(guān)系。
不知道如何進(jìn)行分庫分表設(shè)計(jì)的可以讀我之前的這篇文章《收好這份武林秘籍，讓你分庫分表再無煩惱》
在應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫之間增加代理層，代理層接收應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的請求，根據(jù)不同請求類型轉(zhuǎn)發(fā)到不同的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)讀寫分離的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡（讀請求按照負(fù)載均衡的規(guī)則傳入各個(gè)從節(jié)點(diǎn)）。
代理也就是借助中間件的方式，控制不同類型請求，進(jìn)入不同的數(shù)據(jù)庫。
目前常用的mysql的讀寫分離中間件有：
在程序中進(jìn)行控制，我們利用持久層框架的攔截器實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)路由不同數(shù)據(jù)源。
利用Sharding-JDBC也可以實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)思路：
主從復(fù)制模式，一般都是異步寫數(shù)據(jù)到從庫，當(dāng)然這個(gè)異步也可以設(shè)置為同步，只有當(dāng)從庫寫完成，主庫上的寫請求才能返回。
這種方案是更佳單也是最有效的一種，但也是性能最差的一種，尤其是有大量從庫的情況下，嚴(yán)重影響請求效率。
寫請求時(shí)緩存記錄一個(gè)key，這個(gè)key的失效時(shí)間設(shè)置為主從同步的延時(shí)，讀請求的時(shí)候先去緩存中確認(rèn)是否存在key，如果key存在說明發(fā)生了寫請求，數(shù)據(jù)未同步到從庫，這時(shí)走主庫即可，若不存在這個(gè)key，直接走從庫的查詢即可。
中間件應(yīng)該也是可以判斷是否同步完成，與使用緩存記錄類似。
這種方案更大的弊端是引入了緩存，系統(tǒng)復(fù)雜度上升。
對于一些特殊的業(yè)務(wù)場景，采用強(qiáng)制讀主庫。
弊端，需要把每一個(gè)這種情況都找出來，設(shè)置成強(qiáng)制走主庫。
MySQL 在執(zhí)行完事務(wù)后，會(huì)將該事務(wù)的 GTID 會(huì)給客戶端，然后客戶端可以使用該命令去要執(zhí)行讀操作的從庫中執(zhí)行，等待該 GTID，等待成功后，再答肢執(zhí)行讀操作；如果等待超時(shí)，則去主庫執(zhí)行讀操作，或者再換一個(gè)從庫執(zhí)行上述流程。畢行
MariaDB 的 MaxScale 就是使用該方案，MaxScale 是 MariaDB 開發(fā)的一個(gè)數(shù)據(jù)庫智能代理服務(wù)(也支持 MySQL)，允許根據(jù)數(shù)據(jù)庫 SQL 語句將請求轉(zhuǎn)向目標(biāo)一個(gè)到多個(gè)服務(wù)器，可設(shè)定各種復(fù)雜程度的轉(zhuǎn)向規(guī)則。
有延遲就有延遲，對數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性要求不高的場景可以放任不管。
為什么數(shù)據(jù)庫讀寫分離能提高數(shù)據(jù)庫的性能？
數(shù)據(jù)庫里面concurrency control是最復(fù)雜的組件之一逗巧。因?yàn)樯脚D鍵transaction是原子性的，但要保證原子局櫻性就得上鎖，要不然讀寫操作之間就有inconsistency。
讀寫分離主要目的是提高系統(tǒng)吞吐量。某些網(wǎng)站同一虧鎮(zhèn)時(shí)間有大量的讀操作和較少的寫操作。同時(shí)，讀操作對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求并沒有那么高。在此前提下，可以這么設(shè)計(jì)解決方案。
所以你問題里“數(shù)據(jù)仍然需要同步”這個(gè)理解是不對的。事實(shí)上，正是由于允許用戶讀到幾秒鐘甚至銷升粗幾分鐘前的數(shù)據(jù)，才可以使用讀寫分離的。
數(shù)據(jù)庫里面concurrency control是最復(fù)笑掘雜的組件之一。因?yàn)閠ransaction是原子性的，但要保證原子性就得上鎖，要不然讀寫操作之間就有inconsistency。為了減少鎖的代價(jià)，數(shù)據(jù)庫往往會(huì)提供多種consistency level供選擇。
而如果讀寫分離了，那么只讀操作的那些服務(wù)器就完全不需要考慮鎖的問題了，完全可以選哪個(gè)更低代價(jià)的consistency level。只有執(zhí)行寫操作的服務(wù)器需要用強(qiáng)的consistency level。雖然讀服務(wù)器也需要隔一段時(shí)間更新一下，但只有更新時(shí)才需要加鎖。
所以這種方案其實(shí)就是以數(shù)據(jù)的時(shí)效性，換取了讀操作的吞吐率。
在網(wǎng)上經(jīng)常看到這樣的文章，某某論壇壓力太大，于是在后臺(tái)把mysql服務(wù)器分離成兩臺(tái)A、B，A專門做寫操作，再通過數(shù)據(jù)復(fù)制把數(shù)據(jù)寫到B，讀取數(shù)據(jù)都來自B很疑惑，除了機(jī)器的性能強(qiáng)大和IO能獲得一些好處（一臺(tái)機(jī)變兩臺(tái)機(jī)）以外，真的能改進(jìn)性能核隱嗎？B機(jī)器還照樣要返氏寫（復(fù)制也是寫），而且寫得一點(diǎn)不少。中間產(chǎn)生的lock也是一樣的。復(fù)制可以稍微有幾秒的不同步時(shí)間，感覺就跟采用了低優(yōu)先級寫差不多，差別只是，如果用了低優(yōu)先級寫，在寫入的時(shí)候網(wǎng)頁要停頓一下，改世廳現(xiàn)在用了復(fù)制，網(wǎng)頁不停頓了，但可能再打開的時(shí)候發(fā)現(xiàn)還沒寫上（因?yàn)榭赡艽嬖趶?fù)制時(shí)延），其實(shí)都是半斤八兩了
事實(shí)上，正是由于允許用戶讀到幾秒鐘甚至幾分鐘前的數(shù)據(jù)，才可以使用讀寫分離的。
因?yàn)閿?shù)據(jù)庫就有著這樣的功能，他們提高數(shù)據(jù)庫的性能。
什么是數(shù)據(jù)庫讀寫分離的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于什么是數(shù)據(jù)庫讀寫分離,數(shù)據(jù)庫讀寫分離：優(yōu)化數(shù)據(jù)操作的有效方法,數(shù)據(jù)庫讀寫分離同步延時(shí)問題怎么解決？,為什么數(shù)據(jù)庫讀寫分離能提高數(shù)據(jù)庫的性能？的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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文章題目：數(shù)據(jù)庫讀寫分離：優(yōu)化數(shù)據(jù)操作的有效方法(什么是數(shù)據(jù)庫讀寫分離)
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