数据库管理-第179期 分库分表vs分布式（20240430）

作者：胖头鱼的鱼缸（尹海文）
Oracle ACE Associate: Database（Oracle与MySQL）
PostgreSQL ACE Partner
10年数据库行业经验，现主要从事数据库服务工作
拥有OCM 11g/12c/19c、MySQL 8.0 OCP、Exadata、CDP等认证
墨天轮MVP、认证技术专家、年度墨力之星，ITPUB认证专家、专家百人团成员，OCM讲师，PolarDB开源社区技术顾问，OceanBase观察团成员
圈内拥有“总监”、“保安”、“国产数据库最大敌人”等称号，非著名社恐（社交恐怖分子）
公众号：胖头鱼的鱼缸；CSDN：胖头鱼的鱼缸（尹海文）；墨天轮：胖头鱼的鱼缸；ITPUB：yhw1809。
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趁着4月最后一天，再写一篇文章吧，给4月收个尾，顺便提前祝大家五一劳动节快乐，但还是要在这里批斗一下调休补班。
其实这篇文章的启发，来自于前几天一个去了某大厂做数据库的兄弟来电，和我讨论分库分表和分布式区别，以及分布式高可用方面的一些探讨，想着还是总结一下。

1 分库分表

其实在我看来吧，分库分表和分布式的界限挺模糊的，但二者的目的其实是差不多，即当数据量达到一定规模，业务并发无法由单机数据库承载，需要将数据与负载打散至若干数据库/服务器，以求用更小的个体在整体层面支撑更大的业务并发和数据量。

1.1 分库

其实分库很好理解，就是将不同的业务分在不同的数据库上：

1.2 分表

分表其实和分区表类似，把一张大表拆分成若干小表，这些小表既可以分散在一个数据库中，也可以分散在不同数据库中：

分表同样需要业务侧去阻止数据在不同数据库之间的分布，并根据业务需求到指定地方查询需要的数据。

1.3 组合

分库分表一般通过业务应用程序配置或使用数据库中间件（比如MyCAT）来实现，为了尽可能提高关联数据查询效能，可以将打散后不同业务的关联数据以某种约定的关联方式（主外键、表父子关系等）存放在同一数据库节点（或多个）内。

为何要这么做，其实无论是分库分表还是分布式，数据拆分之后，部分涉及跨数据分组或全局的查询，其实就是将传统数据库中放在内存中的计算部分通过网络去实现，而现在IT架构中网络是最不稳定的因素之一，同时高性能（高带宽、低延迟）的网络环境又是相对比较贵的。因此要尽可能将关联数据查询放在一块内存中实现；很多使用分库分表/分布式的地方，也要求业务逻辑简单，尽可能以点查为主。其余全局查询则使用搜索引擎或列存实现。

1.4 问题

• 对于数据库分散情况的元数据，往往需要在业务程序中或者数据库中间件之中配置好，不便于动态扩展或变更
• 其实仍为多个独立数据库运行，无法实现全局负载均衡、并行等功能
• 每个数据库需要自己维护高可用，使用主从或者多副本实现
• 备份困难
• 多模、HTAP依托使用的数据库本身，难以独立实现
• …

2 分布式

其实分布式，或者说叫原生分布式，其实和分库分表要实现的目标类似，但是又实现了其他一些由数据库本身实现的一些功能：

• 维护数据分散，包括元数据和路由等
• 实现部分与全局的高可用
• 实现全局执行计划生成
• 实现全局负载均衡、并行等功能
• 实现多模、HTAP等高级功能

3 常见分布式数据库

TiDB的架构倾向于存算分离架构，数据以分布式方式存放，通过PD维护元数据和数据路由，整体维护两套数据副本：TiKV用于OLTP，TiFlash实现OLAP（Online），整体实现HTAP（如果资源有限可以只上TiKV，TiFlash比较吃CPU资源，按需配置使用，TiFlash的数据由TiKV同步，相当于TiKV的列存只读副本-感谢严少安同学补充）。Storage Cluster本身维护自己的高可用，同时TiDB Cluster和PD Cluster都以多节点实现高可用。而计算层面从使用方式更倾向于集中式。

Oceanbase 4.3的架构则倾向于存算一体架构，数据库元数据存放在数据库的系统租户中。在每个OBServer中通过数据库内核实现行列混存、多模等功能，以实现HTAP和多模联查等功能。OBProxy则作为无状态服务，提供SQL分发能力。多个OBProxy节点通过网络负载均衡对应用提供统一的网络地址。租户的全局多副本实现了数据库的高可用。Oceanbase还通过引入租户模式，可以实现业务的拆分与隔离，通过对租户主可用区的规划，可以做到不同副本承载不同业务的负载。

PolarDB-X则和TiDB的架构类似，但是相较于TiDB和Oceanbase使用的LSM Tree存储，PolarDB仍然以B-Tree存储。

4 期望

我希望在以后的分布式数据库能提供节点降级的能力：

• 当某节点磁盘故障：该节点的CPU、内存与网络资源仍能为集群提供相应能力；或者仅在本节点屏蔽损坏磁盘的相关数据使用
• 使用多链路网络的节点部分网卡故障：减少该节点的网络流量
• 节点部分CPU、内存故障：降低该节点负载分担
• …

我希望能通过这个功能，降低硬件异常对全局性能的影响，减少性能波动。

总结

本期简单讲了下分库分表和分布式的一些异同，也扩展了一下自己对分布式数据库的一些期望。
老规矩，知道写了些啥。