摘要：另一個與之相反的方法是將任務分配的多臺機器上，這通常被稱為水平擴展或者向外擴展。向上擴展向上擴展也叫垂直擴展意味著購買更多性能強悍的機器?？紤]清楚歸檔系統中的解除歸檔策略?？偨Y向上氪金，向外氪腦。

如果將應用的所有數據簡單地放在一臺 MySQL 服務器實例上，就不用談什么擴展性了。但是業務能穩定持續的增長，那么應用肯定會碰到性能瓶頸。

對于很多類型的應用而言，購買更高性能的機器能解決一大部分性能問題，這也是我們常說的 “垂直擴展” 或者 “向上擴展”。

另一個與之相反的方法是將任務分配的多臺機器上，這通常被稱為 “水平擴展” 或者 “向外擴展”。

接下來，我們將討論如何聯合使用向上擴展和向外擴展，以及如何使用集群方案來進行擴展。

最后，大部分應用還會有一些很少或者從不需要的數據，這些數據可以被清理或歸檔，我們可以稱這種方案為 “向內擴展”。

向上擴展（也叫垂直擴展）意味著購買更多性能強悍的機器。這種策略有較多優點：

更容易維護和開發，顯著節約開銷；

單臺服務器備份和恢復較為簡單，無需關心一致性；

因此，從復雜性的成本來說，大多時候，向上擴展比向外擴展更簡單。

另外，不要覺得向上擴展很快就走到“盡頭”，要相信科技的進步速度?，F在，擁有 0.5TB 內存、32 核（或者更多）CPU 以及更強悍 I/O 性能的商用服務器很容易獲得。優秀的應用和數據庫設計，再加上很好的性能優化技能，已經可以滿足絕大多數商業應用。

不過遺憾的，雖然高性能服務器比較容易獲得，但是 MySQL 并不能擴展到對應的規模。為了更好地在大型服務器上運行 MySQL，一定要盡量選擇最新的版本。即使如此，當前合理的 “收益遞減點” 的機器配置大約是：

256G RAM

32 核 CPU

PCIe flash 驅動器

如果繼續提升硬件配置，MySQL 性能雖然還能有所提升，但性價比就會降低。

因此，我們建議，如果系統確實有可能碰到可規劃性的天花板，并且會導致嚴重的業務問題，那就不要無限制的做向上擴展的規劃。對于龐大的應用，可以短期內購買更優的服務器，但最終還是需要向外擴展的。

向外擴展（也叫橫向擴展或水平擴展）策略通常分為三個部分：復制、拆分和數據分片。

最常見的向外擴展就是讀寫分離。通過復制將數據分發到多個服務器上，然后將備庫用于讀查詢。這種技術對于以讀為主的應用很有效。

另一個比較常見的向外擴展方法是將工作負載分布到多個 “節點”。接下來我們要了解的主要是這種擴展方法。

在此之前，我們先明確下節點的概念。在 MySQL 架構中，一個節點就是一個功能部件。一般的，我們會將一臺服務器作為一個幾點。但如果我們考慮到節點的高可用性，那么一個節點通?？赡苁窍旅娴膸追N：

一個主 - 主 復制雙機結構，擁有一個主動服務器和被動服務器。

一個主庫和多個備庫。

一個主動服務器，并使用分布式復制塊設備（DRBD）作為備用服務器。

一個基于存儲區域網絡（SAN）的 “集群”。

按功能拆分，或者說按職責拆分，意味著不同的節點執行不同的任務。

例如，如果有一個網站，各個部分無需共享數據，那么可以按照網站的功能區域進行劃分。像我們常見的門戶網站，一般都是把不同欄目放在一起，但實際上可以將網站新聞、論壇、尋求支持等功能放到專用的 MySQL 服務器。如圖 2-1

在目前用于擴展大型 MySQL 應用的方案中，數據分片是最通用且最成功的方法。它把數據分割成一小片，或者說一塊，然后存儲到不同的節點中。

在使用分片前，要牢記一個通用原則：如非必要，盡量不分片。

除此之前，對于分片，我們只會對需要的數據做分片。這里 “需要的數據” 通常是那些增長非常龐大的數據。而像對于用戶信息這些全局數據，一般是存儲在單個節點上，通常保存在類似 redis 這樣的緩存中。

對于分片，我們通常要考慮下列問題：

選擇合適的分區鍵（partition key）。

是否需要多個分區鍵？

跨分片查詢如何處理？

如何分片數據、分片和節點？

如何在節點上部署分片？

如何生成全局唯一 ID？

上面提到過，MySQL 不能完全發揮現代硬件的性能。當擴展到超過 24 個 CPU 核心時，MySQL 的性能開始趨于平緩，不再上升。當內存超過 128G 時也同樣如此。對于此種情況，我們可以通過多實例策略充分發揮硬件的性能。

多實例策略的基本思路是：

數據分片足夠小，可以使得在每臺機器上都能放置多個分片；

每臺服務器運行多個實例；

給每個實例劃分服務器的硬件資源；

可以看出，這是一種向上擴展和向外擴展的組合方案。這種方案還可以通過將每個 MySQL 實例綁定到特定的 CPU 核心上來優化性能。這種優化，主要有兩個好處：

由于 MySQL 內部的可擴展性限制，當核心數較少時，能夠在每個核心上獲得更好的性能；

當實例在多個核心上運行線程時，由于需要在多核心上同步共享數據，因而會有額外的開銷。

而我們把實例和 CPU 核心綁定后，可以減少 CPU 核心直接的切換和交互。要注意的，將進程綁定到具有相同物理套接字的核心上可以獲得最優的效果。

對于不斷增長的數據和負載，最簡單的方法是對不再需要的數據進行歸檔和清理。這種操作可能會帶來顯著的效果。這種做法并不能代替其他策略，但可以作為爭取時間的短期策略，也可以作為處理大數據量的長期計劃之一。

在設計歸檔和清理策略時需要考慮如下幾點：

對應用的影響。設計良好的歸檔系統能夠在不影響事務處理的情況下，從一個高負債的 OLTP 服務器上移除數據。

要歸檔的行?？紤]清楚哪些數據可以清理或歸檔。

維護數據一致性。數據間存在聯系時，歸檔任務系統要能夠保證數據的邏輯一致性。

避免數據丟失。歸檔時要保證歸檔數據已經成功保存，再講源數據刪除。

解除歸檔?？紤]清楚歸檔系統中的解除歸檔策略。可以通過設置一些檢查點讓系統檢查是否有需要歸檔的數據。

如果不能及時的把老數據歸檔和清理時，我們也可以通過以下隔離冷熱數據的方式來提高性能：

將表劃分為幾個部分。分割大表中的冷熱數據，保證加載到內存中的數據中，熱數據的比例；

MySQL 分區。使用MySQL 自帶的分區的功能，可以幫助我們把最近的數據留在內存中；

基于時間的數據分區。如果應用不斷有新數據盡量，一般新數據總是比舊數據更加活躍。因此，我們可以將新數據完整的保留在內存中，同時使用復制來保證主庫失效時有一份可以的備份，而舊數據就而言放到別的地方。

向上氪金，向外氪腦。三思而后行。

能不分片，就盡量不分片。