公司现有业务不断发展，流量剧增，交易数量突破了千万订单，但是订单数据还是单表存储，主从分离后，虽然减少了缓解读请求的压力，但随着写入压力增加，数据库的查询和写入性能都在下降，这时你要怎么设计架构？

首先不能考虑主从分离了因为他已经说了目前数据结构还是单表结构所以我们可以考虑分区但是分区的性能优化时有上限的突破千万级了就不能采用这种方法了我们就要考虑使用分库分表了

分库分表的概念

首先区分一下分表和分库

何时分表

当数据量过大造成事务执行缓慢时，就要考虑分表，因为减少每次查询数据总量是解决数据查询缓慢的主要原因。你可能会问：“查询可以通过主从分离或缓存来解决，为什么还要分表？”但这里的查询是指事务中的查询和更新操作。

何时分库

为了应对高并发，一个数据库实例撑不住，即单库的性能无法满足高并发的要求，就把并发请求分散到多个实例中去（这种应对高并发的思路我之前也说过）。

总的来说，分库分表使用的场景不一样： 分表是因为数据量比较大，导致事务执行缓慢；分库是因为单库的性能无法满足要求。

啊那我要分库就行了啊为什么还要分表呢我们这里依然用“慷慨的代价”来回答这个问题如果有一个更简单的方法解决这个问题就不要用复杂的方法解决

能不分表分库就不要分表分库。在单表的情况下，当业务正常时，我们使用单表即可，而当业务出现了性能瓶颈时，我们首先考虑用分区的方式来优化，如果分区优化之后仍然存在后遗症，此时我们再来考虑分表分库。

我们知道，如果在单表单库的情况下，当数据库表的数据量逐渐累积到一定的数量时（5000W 行或 100G 以上），操作数据库的性能会出现明显下降，即使我们使用索引优化或读写库分离，性能依然存在瓶颈。此时，如果每日数据增长量非常大，我们就应该考虑分表，避免单表数据量过大，造成数据库操作性能下降。

面对海量数据，除了单表的性能比较差以外，我们在单表单库的情况下，数据库连接数、磁盘 I/O 以及网络吞吐等资源都是有限的，并发能力也是有限的。所以，在一些大数据量且高并发的业务场景中，我们就需要考虑分表分库来提升数据库的并发处理能力，从而提升应用的整体性能。

能不分表分库，就不要分表分库。这是因为一旦分表，我们可能会涉及到多表的分页查询、多表的 JOIN 查询，从而增加业务的复杂度。而一旦分库了，除了跨库分页查询、跨库 JOIN 查询，还会存在跨库事务的问题。这些问题无疑会增加我们系统开发的复杂度

如何选择分片策略？

在明确分库分表的场景后，面试官一般会追问“怎么进行分片？”换句话说就是按照什么分片策略对数据库进行分片？

啊这个问的是分库分表的策略

分库分表的策略

垂直拆分

垂直拆分是根据数据的业务相关性进行拆分。比如一个数据库里面既存在商品数据，又存在订单数据，那么垂直拆分可以把商品数据放到商品库，把订单数据放到订单库。一般情况，垂直拆库常伴随着系统架构上的调整。

比如在对做系统“微服务”改造时，将原本一个单体系统拆分成多个子系统，每个系统提供单独的服务，那么随着应用层面的拆分带来的也有数据层面的拆分，将一个主库的数据表，拆分到多个独立的子库中去。

对数据库进行垂直拆分最常规，优缺点也很明显。

垂直拆分可以把不同的业务数据进行隔离，让系统和数据更为“纯粹”，更有助于架构上的扩展。但它依然不能解决某一个业务的数据大量膨胀的问题，一旦系统中的某一个业务库的数据量剧增，比如商品系统接入了一个大客户的供应链，对于商品数据的存储需求量暴增，在这个时候，就要把数据拆分到多个数据库和数据表中，也就是对数据做水平拆分。

水平拆分

垂直拆分随架构改造而拆分，关注点在于业务领域，而水平拆分指的是把单一库表数据按照规则拆分到多个数据库和多个数据表中，比如把单表 1 亿的数据按 Hash 取模拆分到 10 个相同结构的表中，每个表 1 千万的数据。并且拆分出来的表，可以分别存放到不同的物理数据库中，关注点在于数据扩展。

Range（范围分片）

是按照某一个字段的区间来拆分，最好理解的就是按照时间字段分片，比如可以把一个月的数据放入一张表中，这样在查询时就可以根据时间先定位数据存储在哪个表里面，再按照查询条件来查询。还有根据关键字区分比如商品型号

垂直水平拆分

垂直水平拆分，是综合垂直和水平拆分方式的一种混合方式，垂直拆分把不同类型的数据存储到不同库中，再结合水平拆分，使单表数据量保持在合理范围内，提升性能。

看一个具体例子喵

垂直划分

将一张表的数据，根据场景切分成多张表，本质是由于前期抽象不足，需要将业务数据进一步拆分。（所以体现出了前期设计的重要性）

一种思路是将长度比较大、不常用的信息，移到扩展表，拿我们的user_score表来说，其数据量庞大，同时answer字段远大于其他字段，如果是查询用户的排名，按得分展示列表的场景，那么一般点击详情才会去看回答，因此，answer非常适合抽成扩展表。

水平划分呢？

那就把这个表分成多个

水平垂直划分呢？

先把解答内容拆出去再拆成多个表

范围拆分呢？

那就得看业务需求了你可以根据用户拆分数据但不太现实用户太多了可以通过时间划分

一般有两种选择：①在公共包里实现；②在一个中间件服务实现。

公共包实现

本地依赖包，即将分表逻辑写在公共的代码库里，每个需要调用服务的客户方都集成该公共包，就接入了自动分表的能力。

优点在于简单，不引入新的组件，不增加运维难度。缺点是公共包更改后每个客户端都需要更新。在访问数据库的服务较少且完全可控时，可以选择该方案。

中间件实现

可以是服务级别的中间件，有自己独立的进程，通过该进程来调用数据库，这样分表逻辑就是中心化，完全可控的，代理服务就属于这类。

这种方式的优点是方便更改、耦合性低、架构清晰。缺点是增加了运维成本。

推荐中间件实现喵

分表分库面临的问题

分库分表过程中

在设计之初就考虑清楚，最好层层评审，一开始就设计一个长期稳定的分表策略，尽量不要对已有表进行拆分。如果实在不得已，需要对老项目进行拆分，通常要考虑如下几个问题：

1. 分表过程中，是否可以停服？

2. 如果不停服，怎么保证数据一致性？

针对不同场景，自然有不同的解决方案，这里只讲一种最复杂的情况，即在持续比较大的访问流量下，如何在不停服的情况下进行拆分？

通常来说，可以按如下几个阶段操作：

1. 双写读老阶段：通过中间件，对write sql同时进行两次转发，也就是双写，保持新数据一致，同时开始历史数据拷贝。本阶段建议施行一周；

就是说用户来了一条业务如果是写入的操作那就把他分别写入新表和旧表读的话还得从旧表里面读（新表里面没多少数据呢）同时转移数据

2. 双写双读阶段：采用灰度策略，一部分流量读老表，一部分流量读新表，读新表的部分在一开始，还可以同时多读一次老表数据，进行比对检查，观察无误后，随着时间慢慢切量到新表。本阶段建议施行至少两周；

此时写操作仍然对两个表进行操作

这个时候呢新库里面已经有一部数据了我们可以尝试在新库中读取数据了但是呢稳妥起见还是和旧库的数据对比后再返还给用户随着数据转移的进程我们可以渐渐的把读重心放在新表中

同时数据转移不能停

3.双写读新阶段此时基本已经稳定，可以只读新表，为了安全保证，建议还是多双写一段时间，防止有问题遗漏。本阶段建议周期一个月；

写新读新阶段：此时已经完成了分表的迁移，老表数据可以做个冷备。

1. 分布式事务问题

在提交订单时，除了创建订单之外，我们还需要扣除相应的库存。而订单表和库存表由于垂直分库，位于不同的库中，这时我们需要通过分布式事务来保证提交订单时的事务完整性。

通常有一些中间件已经帮我们封装好了这两种方式的实现，例如 Spring 实现的 JTA，目前阿里开源的分布式事务中间件 Fescar，就很好地实现了与 Dubbo 的兼容。

2.跨节点 JOIN 查询问题

户在查询订单时，我们往往需要通过表连接获取到商品信息，而商品信息表可能在另外一个库中，这就涉及到了跨库 JOIN 查询。

通常，我们会冗余表或冗余字段来优化跨库 JOIN 查询。对于一些基础表，例如商品信息表，我们可以在每一个订单分库中复制一张基础表，避免跨库 JOIN 查询。而对于一两个字段的查询，我们也可以将少量字段冗余在表中，从而避免 JOIN 查询，也就避免了跨库 JOIN 查询。

3.跨节点分页查询问题

我们知道，当用户在订单列表中查询所有订单时，可以通过用户 ID 的 Hash 值来快速查询到订单信息，而运营人员在后台对订单表进行查询时，则是通过订单付款时间来进行查询的，这些数据都分布在不同的库以及表中，此时就存在一个跨节点分页查询的问题了。

通常一些中间件是通过在每个表中先查询出一定的数据，然后在缓存中排序后，获取到对应的分页数据。这种方式在越往后面的查询，就越消耗性能。

通常我们建议使用两套数据来解决跨节点分页查询问题，一套是基于分库分表的用户单条或多条查询数据，一套则是基于 Elasticsearch、Solr 存储的订单数据，主要用于运营人员根据其它字段进行分页查询。为了不影响提交订单的业务性能，我们一般使用异步消息来实现 Elasticsearch、Solr 订单数据的新增和修改。