位元組面試：什麼是讀寫分離？讀寫分離的底層如何實現？

來源：mikechen的網際網路架構

資料庫在高併發大資料量的場景尤其重要，特別是效能的的問題，這其中就會涉及到資料庫讀寫分離機制，比如：什麼是讀寫分離？底層如何實現？優先順序如何排定等問題@mikechen

什麼是讀寫分離

讀寫分離就是將資料庫分為主從庫，一個主庫（Master）用於寫資料，多個從庫（Slaver）進行輪詢讀取資料的過程。

主從庫之間透過某種通訊機制進行資料的同步，是一種常見的資料庫架構。

 

為什麼要讀寫分離呢？

因為資料庫的“寫”，比如：10000條資料到oracle可能要3分鐘，操作是比較耗時的。

但是資料庫的“讀”，比如：從oracle讀10000條資料可能只要5秒鐘，相對應寫就沒有這麼耗時。

所以讀寫分離解決的是：把資料庫的寫入與查詢，在伺服器上分開來，從而可以極大的提升查詢效率。

 

什麼時候要讀寫分離？

資料庫不一定要讀寫分離，但是如果程式使用資料庫較多時，而更新少，查詢多的情況下就可以考慮使用。

這樣可以減少資料庫壓力，提高效能，當然資料庫也有其它最佳化方案，比如：分庫分表，或是搜尋引擎等都是解決方法。

 

讀寫分離的原理

讀寫分離基本的原理是讓主資料庫處理事務性增、改、刪操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而從資料庫處理SELECT查詢操作。

讀寫分離是為了將請求流量分散到不同的資料庫節點上，將寫入資料的請求分發到主資料庫，讀取資料的請求分發到從資料庫，從資料可以有多臺，即一主多從。

整體架構如下圖：

從上圖可看出，有個關鍵技術就是主從複製，每次寫入資料的時候，需要將主伺服器資料複製到從伺服器中，用來確保資料一致性。

下面我以MySQL的主從複製為例，如下圖所示：

主從複製

1. 從伺服器連線上主伺服器，啟動複製的時候，則會自身建立一個IO執行緒去像主資料庫伺服器拉取binlog的更新資訊。

2. 把拉過來的binlog資訊寫到自己伺服器的一個relay log日誌檔案中。

3. 從資料庫伺服器建立一個SQL執行緒，是為了將relay log的所有日誌資訊，進行sql回寫到自己的資料庫中，這樣就和主庫的資料一模一樣了。

4. 當主資料庫有資料更新的時候，比如新插入了一條或者update了一條資料，這時候主庫會將這些資料更新到binlog二進位制檔案中，同時，主庫會建立一個binlog dump執行緒，這個執行緒將更新了的binlog資訊傳送到從庫的IO執行緒，需要注意的是，這個過程是非同步的，如果等著從庫接受完成，是不是特別慢，且影響效能。

 

讀寫分離總結

在實際的生產環境中，對資料庫的讀和寫都在同一個資料庫伺服器中，是不能滿足實際需求的，無論是在安全性、高可用性還是高併發等各個方面都是完全不能滿足實際需求的。

因此，透過主從複製的方式來同步資料，再透過讀寫分離來提升資料庫的併發負載能力，即可以解決可用性的問題，又解決了資料庫效能問題。