MySql分區、分庫分表、主從複製總結

最近面試經常被問到mysql的高可用的相關問題，分區、分庫分表、主從複製被問起的最多，所以參考資料做一個總結。

分區操作：

1. 工作原理：對用戶來說，分區表是一個獨立的邏輯鏈表，但底層的MySQL將其分成了多個物理子表（用戶看來是一個整表，但每一個分區表都會使用一個獨立的表文件）。分區後，對代碼上來說是無感知的，代碼該怎麼寫就怎麼寫，不用做特定的改變。執行查詢的時候，優化器會根據分區定義（年齡段、地區、ID段等等）找出那些我們需要的數據所在的分區，然後進行查找。
   
   如上圖，比如一張表1000萬條數據，分了5個區，每個區就可以存200萬的數據。這樣查詢起來速度就會快一些。
   分區的主要目的是把數據以較粗的粒度分佈在不同的表中，將相關的數據放在一起，如果想一次性刪除整個分區的數據也很方便。

2. 適用場景：
   1.表非常大，無法全部存在內存中，或者只在表的最後有熱點數據，其他的都是歷史數據。
   2.爲了更好的維護分區數據，對獨立的分區進行對的操作。
   3.分區表的數據可以分佈在不同的機器上面，可以高效的使用資源。
   4.備份和恢復獨立的分區。

3. 限制：
   1.一個表最多隻能分1024個分區。
   2.分區字段中如果有主鍵和唯一索引列，那麼主鍵和唯一索引列必須包含進來。
   3.分區表無法使用外鍵索引。
   4.所有分區都必須使用相同的存儲引擎。
   5.某些存儲引擎不支持分區（MyISAM 和 InnoDB都支持）。

分庫分表：

1. 工作原理：通過一些hash算法或者工具實現將一張表垂直或者水平進行物理切分。

2. 分表方式：
   水平分割 ：分割後可降低在查詢時需要讀取的數據和索引的頁數，同時也降低了索引層數，提高查詢的速度。 切分後變成了多個表，查詢的時候就需要實現算法判斷數據存放在哪一張表上。
   
   水平分割適用場景：
   1.表中的數據本身具有獨立性，比如各個時期的數據，不同地區的數據，特別是有些數據常用有些不常用。
   2.需要把數據存放在多個介質上（放在不同的服務器上，利用不同服務器的資源）。
   水平分割缺點：
   1.增加應用的複雜度，通常查詢時需要多個表名，查詢所有數據需要union操作。
   2.在許多數據庫應用中，這種複雜性往往會超過它帶來的優點。

   垂直分割 ：把主鍵和一些列放在一張表，再把主鍵和另外的一些列放在一張表。
   
   垂直分割適用場景：
   1.表中的一些列常用，另外一些列不常用。
   2.可以使數據行變小，一個數據頁能存放更多的數據，查詢時可以減少I/O次數。
   垂直分割缺點：
   1.查詢所有數據需要join（關聯）操作。
   2.在許多數據庫應用中，這種複雜性往往會超過它帶來的優點。

3. 分表的缺點和限制：
   1.分表的策略基於應用層的邏輯算法，一旦算法改變，整個分表邏輯都會改變，擴展性較差。

主從複製：

1. 工作原理：在主庫上把數據更改記錄到二進制日誌中（binlog），從庫將主庫中的日誌複製到自己的中繼日誌，然後讀取中繼日誌中的事件（增刪改操作的SQL語句），在從庫中執行一遍。
2. 解決的問題：
   1.數據分佈：隨意的開始或停止複製，在不同的地理位置數據備份。
   2.負載均衡：降低單個服務器的壓力。
   3.高可用和故障切換：幫助應用程序避免單點失敗。比如主數據庫機器掛掉，可以立馬切換到從庫，服務是不會受到影響的。
   4.升級測試：使用更高版本的數據庫作爲從庫。