思路比結(jié)論重要，為什么比是什么重要，今天就花1分鐘，說下這里面架構(gòu)演進(jìn)的思路。畫外音：大家不想聽底層細(xì)節(jié)，就不深入細(xì)節(jié)了。最早的數(shù)據(jù)庫都是單機(jī)的，其最大的痛點(diǎn)是啥？磁盤能力無法線性擴(kuò)展，內(nèi)存能力無法線性擴(kuò)展，計算能力無法線性擴(kuò)展。如今，喜歡創(chuàng)造概念的架構(gòu)師們，把這種架構(gòu)稱為“Shared Everything”架構(gòu)。
如上圖所示，DISK/MEM/CPU 都耦合在一個DBMS進(jìn)程內(nèi)，必須部署在一臺服務(wù)器上，完全處于競爭態(tài)，無法線性擴(kuò)展，并行處理較差。數(shù)據(jù)庫單機(jī)部署，就是典型的“Shared Everything”架構(gòu)。最容易想到的，就是把無狀態(tài)的邏輯計算部分，從DBMS進(jìn)程內(nèi)拆分出來，做成可擴(kuò)展的微服務(wù)集群，實(shí)現(xiàn)“計算與存儲分離”。
（1）CPU邏輯計算拆分出了獨(dú)立的進(jìn)程，可以集群部署，能夠線程擴(kuò)展；（2）DISK/MEM 仍耦合在一個進(jìn)程內(nèi)，仍處于競爭態(tài)，無法線性擴(kuò)展；Oracle Rac，就是典型的“Shared Disk”架構(gòu)，核心思路是“計算與存儲分離”。存儲部分磁盤IO仍有集中的資源競爭，還有沒有進(jìn)一步的優(yōu)化空間呢？最容易想到的，就是把數(shù)據(jù)打散，分布到不同的數(shù)據(jù)庫實(shí)例上，每部分?jǐn)?shù)據(jù)享有單獨(dú)的資源。
（1）把整體數(shù)據(jù)存儲分為了N份，每份之間沒有交集；（2）每份數(shù)據(jù)的 DISK/MEM/CPU 都在一個DBMS進(jìn)程內(nèi)，部署在一臺服務(wù)器上；（3）每份數(shù)據(jù)的資源之間的沒有競爭；沒錯，這就是“水平切分”，它是典型的”Shared Nothing”架構(gòu)。對 Shared Everything/Disk/Nothing 這些高大上的名詞，進(jìn)一步認(rèn)識了不？水平切分雖然是一種可擴(kuò)展架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)線性擴(kuò)展資源，但它會使得調(diào)用方失去數(shù)據(jù)的全局視野，使得調(diào)用方能力受限：（1）無法實(shí)現(xiàn)全局JOIN；（4）原訪問一次DBMS的操作，需要調(diào)用多次；并把一些原本屬于DBMS職責(zé)的工作，轉(zhuǎn)嫁到調(diào)用方。如何解決“線性擴(kuò)展能力”，同時又解決“失去全局視野”與“調(diào)用方能力受限”的問題呢？最容易想到的方案是，數(shù)據(jù)庫主從集群，每份數(shù)據(jù)都進(jìn)行復(fù)制，每個實(shí)例都獨(dú)享 DISK/MEM/CPU 資源，避免實(shí)例之間的資源競爭。
（1）把整體數(shù)據(jù)存儲分復(fù)制了N份，每份之間數(shù)據(jù)都一樣；（2）每份數(shù)據(jù)的 DISK/MEM/CPU 都在一個DBMS進(jìn)程內(nèi)，部署在一臺服務(wù)器上；（3）每份數(shù)據(jù)的資源之間的沒有競爭；理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨干，思路沒問題，但實(shí)際執(zhí)行“復(fù)制”的過程中，會碰到一些問題。第一種，異步復(fù)制（Asynchronous Replication）又叫主從復(fù)制（Primary-Secondary Replication），是互聯(lián)網(wǎng)公司用的最多的數(shù)據(jù)復(fù)制與數(shù)據(jù)庫集群化方法，它的思路是，從庫執(zhí)行串行化后的主庫事務(wù)。
- 生成自己的binlog（還可以繼續(xù)二級從庫）是并行執(zhí)行的，主庫并不能保證從庫的事務(wù)一定執(zhí)行成功，甚至不能保證從庫一定收到相關(guān)的請求，這也是其稱作“異步復(fù)制”的原因。第二種，半同步復(fù)制（Semi-synchronous Replication）為了解決異步復(fù)制中“不能保證從庫一定收到請求”等問題，對異步復(fù)制做了升級。
- 等從庫確認(rèn)收到請求，主庫事務(wù)才提交完成 - 執(zhí)行和主庫一樣的事務(wù)，并給主庫一個確認(rèn) - 生成自己的binlog（還可以繼續(xù)二級從庫）（2）從庫收到請求后，事務(wù)提交前，會給主庫一個ACK；（1）主庫的性能，會受到較大的影響，事務(wù)提交之前，中間至少要等待2個主從之間的網(wǎng)絡(luò)TTL；（2）從庫仍然有延時，主從之間數(shù)據(jù)仍然不一致；（3）主從角色有差異，主節(jié)點(diǎn)仍然是單點(diǎn)；大數(shù)據(jù)量，高并發(fā)量的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，一般不使用“半同步復(fù)制”，更多的公司仍然使用“異步復(fù)制”的模式。最后是MySQL5.7里，新提出的MySQL組復(fù)制。第三種，組復(fù)制（MySQL Group Replication，MGR）（1）解決了單點(diǎn)寫入的問題，一個分組內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都能夠?qū)懭?/span>；（2）最終一致性，緩解了一致性問題，可以認(rèn)為大部分實(shí)例的數(shù)據(jù)都是最新的；（3）高可用，系統(tǒng)故障時（即使是腦裂），系統(tǒng)依然可用；
（1）首先，分組內(nèi)的MySQL實(shí)例不再是“主從”關(guān)系，而是對等的“成員”關(guān)系，故每個節(jié)點(diǎn)都可以寫入；（2）其次，增加了一個協(xié)商共識的認(rèn)證（certify）環(huán)節(jié)，多數(shù)節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的事務(wù)才能提交；和MySQL傳統(tǒng)的復(fù)制不同，MGR的核心是分布式共識算法，類似于Paxos。不知不覺寫了幾千字了，收個尾做個總結(jié)吧。Shared Everything：數(shù)據(jù)庫單機(jī)系統(tǒng)，資源競爭；Shared Disk：Oracle Rac，計算與存儲分離；Shared Nothing：水平切分，復(fù)制集群，資源完全隔離；異步復(fù)制：傳統(tǒng)主從，互聯(lián)網(wǎng)公司最常用；半同步復(fù)制：從庫確認(rèn)，主庫才提交；組復(fù)制：MySQL 5.7的新功能，核心在于分布式共識算法；《緩沖池(buffer pool)，這次徹底懂了！》
《寫緩沖(change buffer)，這次徹底懂了！》
《日志緩沖(log buffer)，這次徹底懂了！》
《double write buffer，這次徹底懂了！》
《關(guān)于MySQL，這篇都沒人贊？》
Galera/MGR內(nèi)核，后續(xù)還要寫嗎？
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