架构师训练营 1 期 -- 第六周笔记

架构师训练营第六周，这周类容比较多。

首先讲了分布式数据库服务器，最简单的分部署数据库服务器是主从复制，一主多从，主写从读。主从复制的原理是，主数据库将数据写入数据库的同时，还把写入日志写到一个bin log中，从服务器通过拉取bin log到本地，然后将数据写入，达到和主服务器数据一致的目的。主从复制中，从服务器可以有多台，分别用作不同用途，如数据读取，数据分析，数据备份等。

主从复制会有一个问题，那就是主服务器的单点问题，一旦主服务器宕机，写操作就无法使用了。为了解决这个问题，可以采用主主复制。主主复制是同时启用两台主服务器，主主复制的原理和主从复制一样。当一台主服务器宕机时，另一台主服务器就会接替写操作。主主复制同时只有一台服务器承担写操作，其目的是保证写服务器的高可用，本身并不能提高写得并发能力以及数据库的存储能力。

如果要解决数据库写的高并发以及存储能力，那么就需要使用数据分片。数据分片是将数据分别存储在不同的数据库服务器上，比如讲10亿条数据分别存储到100台服务器上，每台服务器存储1000W，那么整合数据库集群的存储能力以及写入能力都得到了增强。分片可以通过ID硬编码以及数据表映射的方式将数据存储到不同的数据库服务器上，但是这种方式会带来很大的额外开发，也是编码变得复杂，实际应用中，我们往往使用一些数据库中间件来实现。

数据库中间件是将自己伪装成一个数据库服务器，对客户端提供服务器，它自己负责接收解析SQL，并将SQL路由到不同的服务器上去执行，同时对返回结果进行合并。这样客户端就感觉不到后端数据库集群的存在，感觉就像和一台数据库服务器通一样。

使用数据库中间件通常会面临一个扩容问题，当增加服务器时，新的数据库服务器上没有数据，并且原来的路由映射也会改变，比如原来两台服务器，单数ID写入到第一台服务器，双数服务器写入到第二台。如果增加第三台服务器，就对3取模将数据写入到对应的服务器上，那么很多数据都需要做迁移。解决办法是刚开始的时候计算好需要的服务器，对一个较大的数据进行取模。比如可以对100取模，建100个实例放在两台服务器上，在扩容在，选择一部分实例数据复制到新服务器上，并修改迁移后的数据库实例的地址。



在分布式系统中，一个重要概念是CAP原理，CAP定义是说，在一个分布式系统中，分区容错性，可用性和一致性，只能满足三个中的两个。

分区容错性是指当网络分区发生时，系统依然可用。

可用性是说对一个系统进行系统，总能返回一个合理的结果。

一致性是指系统不会出现数据不一致的情况。

而在分布式系统中，网络总会出故障，所以分区容错性必须得到保证，那么一个分布式系统同时只可能满足CP或者AP。

满足CP的例子是，如果我们的数据要写两份，那么必须两份都写入成功，写入操作才能成功。如果其中一个节点不可达，那么写入失败，这样可以保证CP，但无法保证AP。

满足AP的列子是数据库主从复制，当主从数据库网络通信失败时，想主数据库服务器写入成功，但是从服务器却无法同步数据，但是从服务器依然是可用的，只是可能读到了不正确的结果。此时满足AP，却无法满足CP。

在NOSQL数据库中，还有一个BASE理论，BASE是Basically Available，Soft State以及Eventually Consistent的缩写，意思是当系统发生故障时，允许部分不可用，同时接受数据存在中间状态，只要数据达到最终一致性即可。