在前面一篇文章中提到過對于業務主表讀寫緩慢的解決方案:冷熱分離,有不了解的請看:業務主表讀寫緩慢如何優化?
冷熱分離固然是一個性價比高的解決方案,但也并不是銀彈,仍然有諸多限制,比如:
- 查詢冷數據慢
- 業務無法修改冷數據
- 冷數據多到一定程度系統依舊扛不住
此時如果需要解決以上問題,可以采用另外一種方案:使用 查詢分離 優化業務主表數據大查詢緩慢的問題
什么是查詢分離?
查詢分離從字面上來說非常容易理解,其實就是在寫數據時保存一個備份數據到另外的存儲系統,在查詢時直接從另外的存儲系統中獲取數據,如下圖:
查詢分離
以上只是簡單的架構圖,其中有些細節還是需要深究,如下:
- 什么時候觸發查詢分離?
- 如何實現查詢分離?
- 查詢數據的存儲系統選型?
- 查詢數據如何使用?
當你在實際業務中遇到以下情形,則可以考慮使用查詢分離解決方案。
- 數據量大;
- 所有寫數據的請求效率尚可;
- 查詢數據的請求效率很低;
- 所有的數據任何時候都可能被修改;
- 業務希望我們優化查詢數據的功能。
曾做過 SaaS 客服系統的架構優化,系統里有一個工單查詢功能,工單表中存放了幾千萬條數據,且查詢工單表數據時需要關聯十幾個子表,每個子表的數據也是超億條。
面對如此龐大的數據量,跟前面的冷熱分離一樣,每次客戶查詢數據時幾十秒才能返回結果,即便我們使用了索引、SQL 等數據庫優化技巧,效果依然不明顯。
工單表中有些數據是幾年前的,客戶說這些數據涉及訴訟問題,需要繼續保持更新,因此我們無法將這些舊數據封存到別的地方,也就沒法通過前面的冷熱分離方案來解決。
最終我們采用了查詢分離的解決方案,才得以將這個問題順利解決:將更新的數據放在一個數據庫里,而查詢的數據放在另外一個系統里。因為數據的更新都是單表更新,不需要關聯也沒有外鍵,所以更新速度立馬得到提升,每次客戶查詢數據時,500ms 內就可得到返回結果。
什么時候觸發查詢分離?
簡單的來說就是什么時候應該保存一份數據到查詢數據庫中,其實也就是數據異構的過程,詳細文章可以看我前面一篇文章:數據異構就該這樣做,yyds~
這里介紹三種方式,如下:
- 同步建立
- 異步建立
- binlog方式
修改業務代碼:在寫入常規數據后,同步建立查詢數據。
該種方案優缺點也非常明顯:
優點:查詢數據的一致性和實時性得到了保證
缺點:業務代碼侵入比較強;減緩寫操作的效率
2、 異步建立
修改業務代碼:寫入數據后,異步建立查詢數據
該種方案的優缺點如下:
優點:不影響主流程
缺點:數據一致性存在問題
3、 binlog的方式
該種方案也是業界常用的一種方案,對于代碼是無侵入的,通過監聽數據庫日志的方式建立查詢數據,如下:
該種方案的優缺點如下:
優點:不影響主流程;代碼侵入為0
缺點:數據一致性存在問題;架構相對復雜
如何實現查詢分離?
對于上述三種方案都算是比較常見的方案,對于第一種同步的方式比較簡單,這里不再介紹;對于第三種binlog的方式在數據異構的文章中介紹過,詳情見:數據異構就該這樣做,yyds~
這篇文章來介紹一下異步的方式,異步的方式有很多,可以放在內存中進行操作,但是這有些弊端:
- 數據過多,內存有限
- 服務重啟,內存數據將會丟失
因此最終我們可以選擇MQ的方式,那么此時就涉及到了MQ的技術選型,這里給兩個建議:
- 如果你的公司已經用了MQ,那么直接接著用即可
- 如果公司目前未引入MQ,則需要架構組考量選型了,對于MQ的選型可以看我之前文章:聊聊 MQ 技術選型
當然一旦引入了MQ還需要考慮的問題很多,如下:
1、 MQ突然宕機了怎么辦?
MQ宕機意味著查詢數據不能繼續建立了,我們可以在寫入數據的同時給該條數據加一個標志字段(已搬運、未搬運),當MQ啟動后,查詢所有未搬運的數據,繼續建立查詢數據
“ 這里的方案很多,按照業務實際情況考量 ”2、消息的冪等消費
消息的冪等消費一定要保證,避免數據重復建立,比如:主數據的訂單 A 更新后,我們在查詢數據中插入了 A,可是此時系統出問題了,系統誤以為查詢數據沒更新,又把訂單 A 插入更新了一次。
3、消息的時序性問題
比如某個訂單 A 更新了 1 次數據變成 A1,線程甲將 A1 的數據搬到查詢數據中。不一會兒,后臺訂單 A 又更新了 1 次數據變成 A2,線程乙也啟動工作,將 A2 的數據搬到查詢數據中。
所謂的時序性就是如果線程甲啟動比乙早,但搬運數據動作比線程乙還晚完成,就有可能出現查詢數據最終變成過期的 A1
查詢數據的存儲系統選型?
既然為了解決表數據量大查詢緩慢的問題,肯定是不能選用關系型數據庫了,那么還有其他選擇嗎?
內存數據庫雖然性能非常高,比如redis,但是不適合海量數據,太費錢了
那么這里比較適用的有如下三種:
- MongoDB
- HBase
- Elasticsearch
這里選型還是要根據自己公司業務選擇,如果已經有在用的,則直接用即可;另外就是選擇自己熟悉的,比如當初我們設計架構方案時,為什么選擇用 Elasticsearch,除 ES 對查詢的擴展性支持外,最關鍵的一點是我們團隊對 Elasticsearch 很熟悉。
查詢數據如何使用?
查詢數據很簡單,每個數據庫都有對應的API,直接調用查詢
但是,這里有一個問題:數據查詢更新完前,查詢數據不一致怎么辦?,給出兩種方案:
- 在查詢數據更新到最新前,不允許用戶查詢。(我們沒用過這種設計,但我確實見過市面上有這樣的設計。)
- 給用戶提示:您目前查詢到的數據可能是 1 秒前的數據,如果發現數據不準確,可以嘗試刷新一下,這種提示用戶一般比較容易接受。
本篇文章介紹了表數據量大查詢緩慢的一種解決方案:查詢分離,但這也不是銀彈,仍然是存在一些不足,比如表數據量大,寫入緩慢怎么辦?這個后面文章再介紹吧
當然查詢分離還有一個重要的問題:歷史數據如何遷移?這個處理也是非常簡單,但是也有許多需要考慮的點,后文介紹
來源:https://mp.weixin.qq.com/s/8CEhYdCX7JpPzSkA7gXUfw 作者:不才陳某