用uid分库,uname上的查询怎么办?

由 58沈剑 创建, 最后一次修改 2017-09-09
1分钟系列

【缘起】

用户中心是几乎每一个公司必备的基础服务,用户注册、登录、信息查询与修改都离不开用户中心。

当数据量越来越大时,需要多用户中心进行水平切分。最常见的水平切分方式按照uid取模分库
uid取模分库
通过uid取模,将数据分布到多个数据库实例上去,提高服务实例个数,降低单库数据量,以达到扩容的目的。

水平切分之后:
uid访问直接定位
uid属性上的查询可以直接路由到库,如上图,假设访问uid=124的数据,取模后能够直接定位db-user1。

对于uname上的查询,就不能这么幸运了:
uname访问遍历库
uname上的查询,如上图,假设访问uname=shenjian的数据,由于不知道数据落在哪个库上,往往需要遍历所有库【扫全库法】,当分库数量多起来,性能会显著降低。

用uid分库,如何高效实现上的查询,是本文将要讨论的问题。

【索引表法】

思路:uid能直接定位到库,uname不能直接定位到库,如果通过uname能查询到uid,问题解决
解决方案
1)建立一个索引表记录uname->uid的映射关系
2)用uname来访问时,先通过索引表查询到uid,再定位相应的库
3)索引表属性较少,可以容纳非常多数据,一般不需要分库
4)如果数据量过大,可以通过uname来分库
潜在不足:多一次数据库查询,性能下降一倍

【缓存映射法】

思路:访问索引表性能较低,把映射关系放在缓存里性能更佳
解决方案
1)uname查询先到cache中查询uid,再根据uid定位数据库
2)假设cache miss,采用扫全库法获取uname对应的uid,放入cache
3)uname到uid的映射关系不会变化,映射关系一旦放入缓存,不会更改,无需淘汰,缓存命中率超高
4)如果数据量过大,可以通过name进行cache水平切分
潜在不足:多一次cache查询

【uname生成uid】

思路:不进行远程查询,由uname直接得到uid
解决方案
1)在用户注册时,设计函数uname生成uid,uid=f(uname),按uid分库插入数据
2)用uname来访问时,先通过函数计算出uid,即uid=f(uname)再来一遍,由uid路由到对应库
潜在不足:该函数设计需要非常讲究技巧,有uid生成冲突风险

【uname基因融入uid】

思路:不能用uname生成uid,可以从uname抽取“基因”,融入uid中
uname基因融入uid
假设分8库,采用uid%8路由,潜台词是,uid的最后3个bit决定这条数据落在哪个库上,这3个bit就是所谓的“基因”。

解决方案
1)在用户注册时,设计函数uname生成3bit基因,uname_gene=f(uname),如上图粉色部分
2)同时,生成61bit的全局唯一id,作为用户的标识,如上图绿色部分
3)接着把3bit的uname_gene也作为uid的一部分,如上图屎黄色部分
4)生成64bit的uid,由id和uname_gene拼装而成,并按照uid分库插入数据
5)用uname来访问时,先通过函数由uname再次复原3bit基因,uname_gene=f(uname),通过uname_gene%8直接定位到库

【总结】

业务场景:用户中心,数据量大,通过uid分库后,通过uname路由不到库

解决方案
1)扫全库法:遍历所有库
2)索引表法:数据库中记录uname->uid的映射关系
3)缓存映射法:缓存中记录uname->uid的映射关系
4)uname生成uid
5)uname基因融入uid
以上内容是否对您有帮助:

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