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背景1.1单机MySQL的美好时代
在90年代,一个网站的访问量一般都不大,用单个数据库完全可以轻松应付
在那个时候,更多的都是静态网页,动态交互类型的网站不多。
上述架构下,我们来看看数据存储的瓶颈是什么?
DALataAccessLayer(数据访问层–Hibernate,MyBatis)
数据量的总大小一个机器放不下时。
数据的索引(B+Tree)一个机器的内存放不下时。
访问量(读写混合)一个实例不能承受。
如果满足了上述1or3个时,只能对数据库的整体架构进行重构。
1.2Memcached(缓存)+MySQL+垂直拆分
后来,随着访问量的上升,几乎大部分使用MySQL架构的网站在数据库上都开始出现了性能问题,web程序不再仅仅专注在功能上,同时也在追求性能。程序员们开始大量的使用缓存技术来缓解数据库的压力,优化数据库的结构和索引。开始比较流行的是通过文件缓存来缓解数据库压力,但是当访问量继续增大的时候,多台web机器通过文件缓存不能共享,大量的小文件缓存也带了了比较高的IO压力。在这个时候,Memcached就自然的成为一个非常时尚的技术产品。
Memcached作为一个独立的分布式的缓存服务器,为多个web服务器提供了一个共享的高性能缓存服务,在Memcached服务器上,又发展了根据hash算法来进行多台Memcached缓存服务的扩展,然后又出现了一致性hash来解决增加或减少缓存服务器导致重新hash带来的大量缓存失效的弊端。
1.3Mysql主从读写分离
由于数据库的写入压力增加,Memcached只能缓解数据库的读取压力。读写集中在一个数据库上让数据库不堪重负,大部分网站开始使用主从复制技术来达到读写分离,以提高读写性能和读库的可扩展性。Mysql的master-slave模式成为网站标配。
1.4分库分表+水平拆分+mysql集群
在Memcached的高速缓存,MySQL的主从复制,读写分离的基础之上,这时MySQL主库的写压力开始出现瓶颈,而数据量的持续猛增,由于MyISAM在写数据的时候会使用表锁,在高并发写数据的情况下会出现严重的锁问题,大量的高并发MySQL应用开始使用InnoDB引擎代替MyISAM。
ps:这就是为什么MySQL在5.6版本之后使用InnoDB做为默认存储引擎的原因–MyISAM写会锁表,InnoDB有行锁,发生冲突的几率低,并发性能高。
同时,开始流行使用分表分库来缓解写压力和数据增长的扩展问题。这个时候,分表分库成了一个热门技术,是面试的热门问题也是业界讨论的热门技术问题。也就在这个时候,MySQL推出了还不太稳定的表分区,这也给技术实力一般的公司带来了希望。虽然MySQL推出了MySQLCluster集群,但性能也不能很好满足互联网的要求,只是在高可靠性上提供了非常大的保证。
1.5MySQL的扩展性瓶颈
MySQL数据库也经常存储一些大文本字段,导致数据库表非常的大,在做数据库恢复的时候就导致非常的慢,不容易快速恢复数据库。比如万4KB大小的文本就接近40GB的大小,如果能把这些数据从MySQL省去,MySQL将变得非常的小。关系数据库很强大,但是它并不能很好的应付所有的应用场景。MySQL的扩展性差(需要复杂的技术来实现),大数据下IO压力大,表结构更改困难,正是当前使用MySQL的开发人员面临的问题。
1.6今天是什么样子?
一、MongoDB和MySQL区别
MongoDB是非关系型的数据库(NoSQL),属于文档型数据库,文档数据库为了解决关系数据库带来的问题。最大的特点是no-schema,可存储和读取任意的数据。
存储的数据格式:JSON(或BSON)。JSON格式,如RestAPI请求返回的Response就是JSON格式。
JSON格式的数据和XML格式的区别:JSON更简单,没有那么多的标签来定义字段名。即JSON是自描述的。另外JSON格式存储到MongoDB中,即使读取一个JSON中不存在的字段也不会导致SQL的语法错误。
1.1MongoDB优点
文档数据库具有no-schema特性,其中优点:
(1)新增的字段不会出错
如用户表增加一个字段,不需像关系型数据那样执行更新表结构的语句。直接查询文档出来即可看到新增的字段。
(2)查询历史数据不会出错
上面提到新增一个字段,历史数据中是无此字段,如果查询历史数据,则返回的数据中不会有该字段,虽然查询不会报错,但是取值时,会返回null。业务代码中用到此字段,则需要做兼容性处理。
(3)轻松存储复杂数据
用JSON存储,而JSON又可以表示复杂数据结构,如字段可存数组,字段可以嵌套字段,且可存很多字段。换做MySQL,则需要设计几张表来存。MongoDB存数据的结构,特别适合电商这种业务场景,比如两种不同的商品,属性差别就很大,但是用JSON存就可以轻松应对。
文档数据库缺点:
1.2MongoDB缺点(1)4.0以前不支持多文档事务
结合MongoDB文档模型内嵌数组、文档的支持,目前的单文档事务能满足绝大部分开发者的需求。为了让MongoDB能适应更多的应用场景,让开发变得更简单,MongoDB4.0将支持复制集内部跨一或多个集合的多文档事务,保证针对多个文档的更新的原子性。而在MongoDB4.2版本,还会支持分片集群的分布式事务。
MongoDB不同版本支持的功能:
MongoDB的事务接口非常简单,开发者只需将保证原子性的更新序列放到一个session的开始事务与提交事务之间即可。
使用MongoDB事务的示例代码:
try(ClientSessionclientSession=client.startSession()){clientSession.startTransaction();try{collection.insertOne(clientSession,docOne);collection.insertOne(clientSession,docTwo);clientSession.