思路比結論重要，為什么比是什么重要，今天就花1分鐘，說(shuō)下這里面架構演進(jìn)的思路。畫(huà)外音：大家不想聽(tīng)底層細節，就不深入細節了。最早的數據庫都是單機的，其最大的痛點(diǎn)是啥？磁盤(pán)能力無(wú)法線(xiàn)性擴展，內存能力無(wú)法線(xiàn)性擴展，計算能力無(wú)法線(xiàn)性擴展。如今，喜歡創(chuàng )造概念的架構師們，把這種架構稱(chēng)為“Shared Everything”架構。如上圖所示，DISK/MEM/CPU 都耦合在一個(gè)DBMS進(jìn)程內，必須部署在一臺服務(wù)器上，完全處于競爭態(tài)，無(wú)法線(xiàn)性擴展，并行處理較差。數據庫單機部署，就是典型的“Shared Everything”架構。最容易想到的，就是把無(wú)狀態(tài)的邏輯計算部分，從DBMS進(jìn)程內拆分出來(lái)，做成可擴展的微服務(wù)集群，實(shí)現“計算與存儲分離”。（1）CPU邏輯計算拆分出了獨立的進(jìn)程，可以集群部署，能夠線(xiàn)程擴展；（2）DISK/MEM 仍耦合在一個(gè)進(jìn)程內，仍處于競爭態(tài)，無(wú)法線(xiàn)性擴展；Oracle Rac，就是典型的“Shared Disk”架構，核心思路是“計算與存儲分離”。存儲部分磁盤(pán)IO仍有集中的資源競爭，還有沒(méi)有進(jìn)一步的優(yōu)化空間呢？最容易想到的，就是把數據打散，分布到不同的數據庫實(shí)例上，每部分數據享有單獨的資源。（1）把整體數據存儲分為了N份，每份之間沒(méi)有交集；（2）每份數據的 DISK/MEM/CPU 都在一個(gè)DBMS進(jìn)程內，部署在一臺服務(wù)器上；沒(méi)錯，這就是“水平切分”，它是典型的”Shared Nothing”架構。對 Shared Everything/Disk/Nothing 這些高大上的名詞，進(jìn)一步認識了不？事情還沒(méi)完，水平切分存在什么問(wèn)題呢？水平切分雖然是一種可擴展架構，能夠實(shí)現線(xiàn)性擴展資源，但它會(huì )使得調用方失去數據的全局視野，使得調用方能力受限：（4）原訪(fǎng)問(wèn)一次DBMS的操作，需要調用多次；并把一些原本屬于DBMS職責的工作，轉嫁到調用方。如何解決“線(xiàn)性擴展能力”，同時(shí)又解決“失去全局視野”與“調用方能力受限”的問(wèn)題呢？最容易想到的方案是，數據庫主從集群，每份數據都進(jìn)行復制，每個(gè)實(shí)例都獨享 DISK/MEM/CPU 資源，避免實(shí)例之間的資源競爭。（1）把整體數據存儲分復制了N份，每份之間數據都一樣；（2）每份數據的 DISK/MEM/CPU 都在一個(gè)DBMS進(jìn)程內，部署在一臺服務(wù)器上；理想很豐滿(mǎn)，現實(shí)很骨干，思路沒(méi)問(wèn)題，但實(shí)際執行“復制”的過(guò)程中，會(huì )碰到一些問(wèn)題。以MySQL為例，有3種常見(jiàn)的復制方式：第一種，異步復制（Asynchronous Replication）又叫主從復制（Primary-Secondary Replication），是互聯(lián)網(wǎng)公司用的最多的數據復制與數據庫集群化方法，它的思路是，從庫執行串行化后的主庫事務(wù)。（1）第一條時(shí)間線(xiàn)：主庫時(shí)間線(xiàn)；（2）第二條/第三條時(shí)間線(xiàn)：從庫時(shí)間線(xiàn)；從這個(gè)時(shí)間線(xiàn)可以看到：是并行執行的，主庫并不能保證從庫的事務(wù)一定執行成功，甚至不能保證從庫一定收到相關(guān)的請求，這也是其稱(chēng)作“異步復制”的原因。第二種，半同步復制（Semi-synchronous Replication）為了解決異步復制中“不能保證從庫一定收到請求”等問(wèn)題，對異步復制做了升級。（1）第一條時(shí)間線(xiàn)：主庫時(shí)間線(xiàn)； - 等從庫確認收到請求，主庫事務(wù)才提交完成（2）第二條/第三條時(shí)間線(xiàn)：從庫時(shí)間線(xiàn)； - 執行和主庫一樣的事務(wù)，并給主庫一個(gè)確認從這個(gè)時(shí)間線(xiàn)可以看到：（1）主庫收到從庫的ACK，才會(huì )提交；（2）從庫收到請求后，事務(wù)提交前，會(huì )給主庫一個(gè)ACK；（1）主庫的性能，會(huì )受到較大的影響，事務(wù)提交之前，中間至少要等待2個(gè)主從之間的網(wǎng)絡(luò )TTL；（2）從庫仍然有延時(shí)，主從之間數據仍然不一致；（3）主從角色有差異，主節點(diǎn)仍然是單點(diǎn)；大數據量，高并發(fā)量的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，一般不使用“半同步復制”，更多的公司仍然使用“異步復制”的模式。最后是MySQL5.7里，新提出的MySQL組復制。第三種，組復制（MySQL Group Replication，MGR）（1）解決了單點(diǎn)寫(xiě)入的問(wèn)題，一個(gè)分組內的所有節點(diǎn)都能夠寫(xiě)入；（2）最終一致性，緩解了一致性問(wèn)題，可以認為大部分實(shí)例的數據都是最新的；（3）高可用，系統故障時(shí)（即使是腦裂），系統依然可用；（1）首先，分組內的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(gè)節點(diǎn)都可以寫(xiě)入；（2）其次，增加了一個(gè)協(xié)商共識的認證（certify）環(huán)節，多數節點(diǎn)達成一致的事務(wù)才能提交；畫(huà)外音：Garela也是此類(lèi)機制。和MySQL傳統的復制不同，MGR的核心是分布式共識算法，類(lèi)似于Paxos。畫(huà)外音：感興趣的人多的話(huà)，再展開(kāi)細講。不知不覺(jué)寫(xiě)了幾千字了，收個(gè)尾做個(gè)總結吧。Shared Everything：數據庫單機系統，資源競爭；Shared Disk：Oracle Rac，計算與存儲分離；Shared Nothing：水平切分，復制集群，資源完全隔離；異步復制：傳統主從，互聯(lián)網(wǎng)公司最常用；組復制：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(xiě)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(méi)人贊？》
Galera/MGR內核，后續還要寫(xiě)嗎？
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