一步一步，娓娓道來(lái)。
一般來(lái)說(shuō)，并發(fā)量大，吞吐量大的互聯(lián)網(wǎng)分層架構(gòu)是怎么樣的？
數(shù)據(jù)庫(kù)上層都有一個(gè)微服務(wù)，服務(wù)層記錄“業(yè)務(wù)庫(kù)”與“數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例配置”的映射關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池向數(shù)據(jù)庫(kù)路由sql語(yǔ)句。
如上圖所示，服務(wù)層配置用戶(hù)庫(kù)user對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例ip。
畫(huà)外音：其實(shí)是一個(gè)內(nèi)網(wǎng)域名。
該分層架構(gòu)，如何應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用？
數(shù)據(jù)庫(kù)高可用，很常見(jiàn)的一種方式，使用雙主同步+keepalived+虛ip的方式進(jìn)行。
如上圖所示，兩個(gè)相互同步的主庫(kù)使用相同的虛ip。
當(dāng)主庫(kù)掛掉的時(shí)候，虛ip自動(dòng)漂移到另一個(gè)主庫(kù)，整個(gè)過(guò)程對(duì)調(diào)用方透明，通過(guò)這種方式保證數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用。
畫(huà)外音：關(guān)于高可用，《互聯(lián)網(wǎng)分層架構(gòu)如何保證“高可用“？》專(zhuān)題介紹過(guò)，本文不再展開(kāi)。
該分層架構(gòu)，如何應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)量的暴增？
隨著數(shù)據(jù)量的增大，數(shù)據(jù)庫(kù)要進(jìn)行水平切分，分庫(kù)后將數(shù)據(jù)分布到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例（甚至物理機(jī)器）上，以達(dá)到降低數(shù)據(jù)量，增強(qiáng)性能的擴(kuò)容目的。
如上圖所示，用戶(hù)庫(kù)user分布在兩個(gè)實(shí)例上，ip0和ip1，服務(wù)層通過(guò)用戶(hù)標(biāo)識(shí)uid取模的方式進(jìn)行尋庫(kù)路由，模2余0的訪(fǎng)問(wèn)ip0上的user庫(kù)，模2余1的訪(fǎng)問(wèn)ip1上的user庫(kù)。
畫(huà)外音：此時(shí)，水平切分集群的讀寫(xiě)實(shí)例加倍，單個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)量減半，性能增長(zhǎng)可不止一倍。
綜上三點(diǎn)所述，大數(shù)據(jù)量，高可用的互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)分層的架構(gòu)如下：
既有水平切分，又保證高可用。
如果數(shù)據(jù)量持續(xù)增大，2個(gè)庫(kù)性能扛不住了，該怎么辦呢？
此時(shí)，需要繼續(xù)水平拆分，拆成更多的庫(kù)，降低單庫(kù)數(shù)據(jù)量，增加庫(kù)主庫(kù)實(shí)例（機(jī)器）數(shù)量，提高性能。
新的問(wèn)題來(lái)了，分成n個(gè)庫(kù)后，隨著數(shù)據(jù)量的增加，要增加到2*n個(gè)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)如何擴(kuò)容，數(shù)據(jù)能否平滑遷移，能夠持續(xù)對(duì)外提供服務(wù)，保證服務(wù)的可用性？
畫(huà)外音：你遇到過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題么？
停服擴(kuò)容，是最容易想到的方案？
在討論秒級(jí)平滑擴(kuò)容方案之前，先簡(jiǎn)要說(shuō)明下停服務(wù)擴(kuò)容的方案的步驟：
（1）站點(diǎn)掛一個(gè)公告“為了為廣大用戶(hù)提供更好的服務(wù)，本站點(diǎn)/游戲?qū)⒃诮裢?0:00-2:00之間升級(jí)，屆時(shí)將不能登錄，用戶(hù)周知”；
畫(huà)外音：見(jiàn)過(guò)這樣的公告么，實(shí)際上在遷移數(shù)據(jù)。
（2）微服務(wù)停止服務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)不再有流量寫(xiě)入；
（3）新建2*n個(gè)新庫(kù)，并做好高可用；
（4）寫(xiě)一個(gè)小腳本進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，把數(shù)據(jù)從n個(gè)庫(kù)里select出來(lái)，insert到2*n個(gè)庫(kù)里；
（5）修改微服務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)路由配置，模n變?yōu)槟?*n；
（6）微服務(wù)重啟，連接新庫(kù)重新對(duì)外提供服務(wù)；
整個(gè)過(guò)程中，最耗時(shí)的是第四步數(shù)據(jù)遷移。
如果出現(xiàn)問(wèn)題，如何進(jìn)行回滾？
如果數(shù)據(jù)遷移失敗，或者遷移后測(cè)試失敗，則將配置改回舊庫(kù)，恢復(fù)服務(wù)即可。
停服方案有什么優(yōu)劣？
優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：
（1）需要停止服務(wù)，方案不高可用；
（2）技術(shù)同學(xué)壓力大，所有工作要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，壓力越大約容易出錯(cuò)；
畫(huà)外音：這一點(diǎn)很致命。
（3）如果有問(wèn)題第一時(shí)間沒(méi)檢查出來(lái)，啟動(dòng)了服務(wù)，運(yùn)行一段時(shí)間后再發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，則難以回滾，如果回檔會(huì)丟失一部分?jǐn)?shù)據(jù)；
有沒(méi)有秒級(jí)實(shí)施、更平滑、更帥氣的方案呢？
再次看一眼擴(kuò)容前的架構(gòu)，分兩個(gè)庫(kù)，假設(shè)每個(gè)庫(kù)1億數(shù)據(jù)量，如何平滑擴(kuò)容，增加實(shí)例數(shù)，降低單庫(kù)數(shù)據(jù)量呢？三個(gè)簡(jiǎn)單步驟搞定。
步驟一：修改配置。
主要修改兩處：
（1）原%2=0的庫(kù)是虛ip0，現(xiàn)增加一個(gè)虛ip00；
（2）原%2=1的庫(kù)是虛ip1，現(xiàn)增加一個(gè)虛ip11；
（1）%2=0的庫(kù)，會(huì)變?yōu)?4=0與%4=2；
（2）%2=1的部分，會(huì)變?yōu)?4=1與%4=3；
畫(huà)外音：這樣能夠保證，依然路由到正確的數(shù)據(jù)。
步驟二：reload配置，實(shí)例擴(kuò)容。
服務(wù)層reload配置，reload可能是這么幾種方式：
（a）比較原始的，重啟服務(wù)，讀新的配置文件；
（b）高級(jí)一點(diǎn)的，配置中心給服務(wù)發(fā)信號(hào)，重讀配置文件，重新初始化數(shù)據(jù)庫(kù)連接池；
不管哪種方式，reload之后，數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)例擴(kuò)容就完成了，原來(lái)是2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例提供服務(wù)，現(xiàn)在變?yōu)?個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例提供服務(wù)，這個(gè)過(guò)程一般可以在秒級(jí)完成。
整個(gè)過(guò)程可以逐步重啟，對(duì)服務(wù)的正確性和可用性完全沒(méi)有影響：
（a）即使%2尋庫(kù)和%4尋庫(kù)同時(shí)存在，也不影響數(shù)據(jù)的正確性，因?yàn)榇藭r(shí)仍然是雙主數(shù)據(jù)同步的；
（b）即使%4=0與%4=2的尋庫(kù)落到同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例上，也不影響數(shù)據(jù)的正確性，因?yàn)榇藭r(shí)仍然是雙主數(shù)據(jù)同步的；
完成了實(shí)例的擴(kuò)展，會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量依然沒(méi)有下降，所以第三個(gè)步驟還要做一些收尾工作。
畫(huà)外音：這一步，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例個(gè)數(shù)加倍了。
步驟三：收尾工作，數(shù)據(jù)收縮。
有這些一些收尾工作：
（a）把雙虛ip修改回單虛ip；
（b）解除舊的雙主同步，讓成對(duì)庫(kù)的數(shù)據(jù)不再同步增加；
（c）增加新的雙主同步，保證高可用；
（d）刪除掉冗余數(shù)據(jù)，例如：ip0里%4=2的數(shù)據(jù)全部刪除，只為%4=0的數(shù)據(jù)提供服務(wù)；
畫(huà)外音：這一步，數(shù)據(jù)庫(kù)單實(shí)例數(shù)據(jù)量減半了。
總結(jié)
互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)量，高吞吐量，高可用微服務(wù)分層架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)秒級(jí)平滑擴(kuò)容的三個(gè)步驟為：
（1）修改配置（雙虛ip，微服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)路由）；
（2）reload配置，實(shí)例增倍完成；
（3）刪除冗余數(shù)據(jù)等收尾工作，數(shù)據(jù)量減半完成；
思路比結(jié)論重要，希望大家有收獲。
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