阿里面试题:分库分表无限扩容后的瓶颈以及解决方案

2024-09-02 08:48

本文主要是介绍阿里面试题:分库分表无限扩容后的瓶颈以及解决方案,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

点击上方“朱小厮的博客”,选择“设为星标”

后台回复"书",获取

后台回复“k8s”,可领取k8s资料

前言

像我这样的菜鸟,总会有各种疑问,刚开始是对 JDK API 的疑问,对 NIO 的疑问,对 JVM 的疑问,当工作几年后,对服务的可用性,可扩展性也有了新的疑问,什么疑问呢?其实是老生常谈的话题:服务的扩容问题。

正常情况下的服务演化之路

让我们从最初开始。

  1. 单体应用 每个创业公司基本都是从类似 SSM 和 SSH 这种架构起来的,没什么好讲的,基本每个程序员都经历过。

  2. RPC 应用 当业务越来越大,我们需要对服务进行水平扩容,扩容很简单,只要保证服务是无状态的就可以了,如下图:

当业务又越来越大,我们的服务关系错综复杂,同时,有很多服务访问都是不需要连接 DB 的,只需要连接缓存即可,那么就可以做成分离的,减少 DB 宝贵的连接。如下图:

我相信大部分公司都是在这个阶段。Dubbo 就是为了解决这个问题而生的。

如果你的公司产品很受欢迎,业务继续高速发展,数据越来越多,SQL 操作越来越慢,那么数据库就会成为瓶颈,那么你肯定会想到分库分表,不论通过 ID hash 或者 range 的方式都可以。如下图:

这下应该没问题了吧。任凭你用户再多,并发再高,我只要无限扩容数据库,无限扩容应用,就可以了。

这也是本文的标题,分库分表就能解决无限扩容吗?

实际上,像上面的架构,并不能解决。

其实,这个问题和 RPC 的问题有点类似:数据库连接过多!!!

通常,我们的 RPC 应用由于是使用中间件进行访问数据库,应用实际上是不知道到底要访问哪个数据库的,访问数据库的规则由中间件决定,例如 sharding JDBC。这就导致,这个应用必须和所有的数据库连接,就像我们上面的架构图一样,一个 RPC 应用需要和 3 个 mysql 连接,如果是 30 个 RPC 应用,每个 RPC 的数据库连接池大小是8 ,每个 mysql 需要维护 240 个连接,我们知道,mysql 默认连接数是 100,最大连接数是 16384,也就是说,假设每个应用的连接池大小是 8 ,超过 2048 个应用就无法再继续连接了,也就无法继续扩容了。

注意,由于每个物理库有很多逻辑库,再加上微服务运动如火如荼, 2048 并没有看起来那么大。

也许你说,我可以通过前面加一个 proxy 来解决连接数的问题,实际上,代理的性能也会成为问题,为什么?代理的连接数也是不能超过 16384 的,如果并发超过 16384,变成 163840,那么 proxy 也解决不了问题。

怎么办?让我们再看看上面的架构图:

我们发现,问题是出在“每个 RPC 应用都要连所有的库”,导致扩容应用的同时,每个数据库连接数就要增加。就算增加数据库,也不能解决连接数的问题。

那怎么办呢?

单元化

单元化,听起来高大上,通常在一些 XXX 大会上,分享“关于两地三中心”,“三地五中心”,“异地多活”等等牛逼的名词的时候,单元化也会一起出现。

这里我们不讨论那么牛逼的,就只说“数据库连接数过多” 的问题。

实际上,思路很简单:我们不让应用连接所有的数据库就可以了。

假设我们根据 range 分成了 10 个库,现在有 10 个应用,我们让每个应用只连一个库,当应用增多变成 20个,数据库的连接不够用了,我们就将 10 个库分成 20 个库,这样,无论你应用扩容到多少个,都可以解决数据库连接数过多的问题。

注意:做这件事的前提是:你必须保证,访问你这个应用的 request 请求的数据库一定是在这个应用的。s

换个说法,当用户从 DNS 那里进来的时候,就知道自己要去那个应用了,所以,规则在 DNS 之前就定好了,虽然这有点夸张,但肯定在进应用之前就知道要去哪个库了。

所以,这通常需要一个规则,例如通过用户 ID hash,由配置中心广播 hash 规则。这样,所有的组件都能保持一致的规则,从而正确的访问到数据库。如下图:

到这里,我们终于解决了无限扩容的问题。

最后

本文从单体应用开始,逐步讲述了一个正常后台的演进历程,知道了分库分表并不能解决“无限扩容” 的问题,只有单元化才能解决这问题。而单元化则带来更多的复杂性。但是好处不言而喻。

单元化带来的更多的思路。

有了单元化,解决了无限扩容的问题,但是我们还没有考虑单点的问题,即服务的可用性。要知道,我们这里的数据库都是单点的。

来源:thinkinjava.cn/2019/01/fkfb/

想知道更多?描下面的二维码关注我

后台回复"技术",加入技术群

后台回复“k8s”,可领取k8s资料

【精彩推荐】

  • ClickHouse到底是什么?为什么如此牛逼!

  • 原来ElasticSearch还可以这么理解

  • 面试官:InnoDB中一棵B+树可以存放多少行数据?

  • 架构之道:分离业务逻辑和技术细节

  • 星巴克不使用两阶段提交

  • 面试官:Redis新版本开始引入多线程,谈谈你的看法?

  • 喜马拉雅自研网关架构演进过程

  • 收藏:存储知识全面总结

  • 微博千万级规模高性能高并发的网络架构设计

这篇关于阿里面试题:分库分表无限扩容后的瓶颈以及解决方案的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1129517

相关文章

部署Vue项目到服务器后404错误的原因及解决方案

《部署Vue项目到服务器后404错误的原因及解决方案》文章介绍了Vue项目部署步骤以及404错误的解决方案,部署步骤包括构建项目、上传文件、配置Web服务器、重启Nginx和访问域名,404错误通常是... 目录一、vue项目部署步骤二、404错误原因及解决方案错误场景原因分析解决方案一、Vue项目部署步骤

在MySQL执行UPDATE语句时遇到的错误1175的解决方案

《在MySQL执行UPDATE语句时遇到的错误1175的解决方案》MySQL安全更新模式(SafeUpdateMode)限制了UPDATE和DELETE操作,要求使用WHERE子句时必须基于主键或索引... mysql 中遇到的 Error Code: 1175 是由于启用了 安全更新模式(Safe Upd

Python安装时常见报错以及解决方案

《Python安装时常见报错以及解决方案》:本文主要介绍在安装Python、配置环境变量、使用pip以及运行Python脚本时常见的错误及其解决方案,文中介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录一、安装 python 时常见报错及解决方案(一)安装包下载失败(二)权限不足二、配置环境变量时常见报错及

Java下载文件中文文件名乱码的解决方案(文件名包含很多%)

《Java下载文件中文文件名乱码的解决方案(文件名包含很多%)》Java下载文件时,文件名中文乱码问题通常是由于编码不正确导致的,使用`URLEncoder.encode(filepath,UTF-8... 目录Java下载文件中文文件名乱码问题一般情况下,大家都是这样为了解决这个问题最终解决总结Java下

Idea实现接口的方法上无法添加@Override注解的解决方案

《Idea实现接口的方法上无法添加@Override注解的解决方案》文章介绍了在IDEA中实现接口方法时无法添加@Override注解的问题及其解决方法,主要步骤包括更改项目结构中的Languagel... 目录Idea实现接China编程口的方法上无法添加@javascriptOverride注解错误原因解决方

MYSQL事务死锁问题排查及解决方案

《MYSQL事务死锁问题排查及解决方案》:本文主要介绍Java服务报错日志的情况,并通过一系列排查和优化措施,最终发现并解决了服务假死的问题,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录问题现象推测 1 - 客户端无错误重试配置推测 2 - 客户端超时时间过短推测 3 - mysql 版本问

Android kotlin语言实现删除文件的解决方案

《Androidkotlin语言实现删除文件的解决方案》:本文主要介绍Androidkotlin语言实现删除文件的解决方案,在项目开发过程中,尤其是需要跨平台协作的项目,那么删除用户指定的文件的... 目录一、前言二、适用环境三、模板内容1.权限申请2.Activity中的模板一、前言在项目开发过程中,尤

Linux内存泄露的原因排查和解决方案(内存管理方法)

《Linux内存泄露的原因排查和解决方案(内存管理方法)》文章主要介绍了运维团队在Linux处理LB服务内存暴涨、内存报警问题的过程,从发现问题、排查原因到制定解决方案,并从中学习了Linux内存管理... 目录一、问题二、排查过程三、解决方案四、内存管理方法1)linux内存寻址2)Linux分页机制3)

IDEA运行spring项目时,控制台未出现的解决方案

《IDEA运行spring项目时,控制台未出现的解决方案》文章总结了在使用IDEA运行代码时,控制台未出现的问题和解决方案,问题可能是由于点击图标或重启IDEA后控制台仍未显示,解决方案提供了解决方法... 目录问题分析解决方案总结问题js使用IDEA,点击运行按钮,运行结束,但控制台未出现http://

MySQL分表自动化创建的实现方案

《MySQL分表自动化创建的实现方案》在数据库应用场景中,随着数据量的不断增长,单表存储数据可能会面临性能瓶颈,例如查询、插入、更新等操作的效率会逐渐降低,分表是一种有效的优化策略,它将数据分散存储在... 目录一、项目目的二、实现过程(一)mysql 事件调度器结合存储过程方式1. 开启事件调度器2. 创