IM開發基礎知識補課(三)：快速理解服務端資料庫讀寫分離原理及實踐建議
1、前言
IM應用從服務端資料的角度來看，它是一種很特殊的應用場景，拋開基礎資料、增值業務和附屬功能不談，單從IM聊天工具的立身之本——聊天資料來說，理論上是不需要在服務端儲存的（或者說只需要短暫儲存——比如離線訊息，上線即拉走），這也是為什麼微信在前段時間號稱絕不儲存使用者聊天資料的原因（從技術上說這不是沒有道理的，但到底有沒有儲存，這已經超越技術範疇了，不在此文討論之列 ^_^）。那麼為什麼說IM系統的服務端從技術上說，是不需要儲存聊天資料的呢？原因很簡單，我們知道IM的聊天資料分兩種：
- 一種是實時訊息（就是你線上，對方也線上情況下的聊天資料互動）；
- 一種是離線訊息（就是你線上，對方不線上時，你發過去的訊息，對於對方而言就是離線訊息了）。
實時訊息的收發：服務端只作為中轉角色（關於中轉的技術問題，很多人可能還在結糾老思維為何不用P2P，我已經論壇說爛了，說白了跟技術無關，其實一個很重要的原因就是為了運營的可控性：比如使用者P2P去了，違法的鍋你運營方來背好不好？），聊天訊息在此時就相當於左手倒右手——即聊天資料的本質就是從A使用者經過服務端到達B使用者就完了，服務端完全沒必要儲存（當然，我們討論的是技術理想情況，實際上拋開技術因素來說，這麼多豐富的使用者行為資料你是運營方你會放過嗎？但，這跟技術無關對吧）。離線訊息的收發：當接收方不線上時，傳送方的聊天資料在服務端只需要作短因果報應儲存，因為接收方一旦上線就拉走了，伺服器刪除即可
2、相關文章
▼ 跟IM資料儲存架構有關的文章，有如下幾篇，或許對你有用：
- 《騰訊原創分享(一)：如何大幅提升行動網路下手機QQ的圖片傳輸速度和成功率》
- 《微信海量使用者背後的後臺系統儲存架構(視訊+PPT) [附件下載]》
- 《微信後臺基於時間序的海量資料冷熱分級架構設計實踐》
- 《現代IM系統中聊天訊息的同步和儲存方案探討》
IM開發乾貨系列文章適合作為IM開發熱點問題參考資料
3、什麼是資料庫讀寫分離？
如上圖所示，一主多從、讀寫分離、主動同步，是一種常見的資料庫架構。一般來說：
- 主庫——提供資料庫寫服務；
- 從庫——提供資料庫讀服務。
主從庫之間，通過某種機制同步資料，例如mysql的binlog。像上述圖中這樣，一個主從同步叢集通常被稱為一個“分組”。那麼，資料庫“分組”架構究竟解決什麼問題？大部分網際網路業務讀多寫少，資料庫的讀往往最先成為效能瓶頸，如果希望：
- 線性提升資料庫讀效能；
- 通過消除讀寫鎖衝突提升資料庫寫效能；
- 此時可以使用分組架構。
一句話總結：“分組”主要解決“資料庫讀效能瓶頸”問題，在資料庫扛不住讀的時候，用“分組”架構實現讀寫分離，通過增加從庫線性提升系統讀效能。
4、什麼是資料庫水平切分？
如上圖所示，跟資料庫“分組”架構實現讀寫分離一樣，水平切分（也稱大表拆分、分表），也是一種常見的資料庫架構手段。一般來說：
- 每個資料庫之間沒有資料重合，沒有類似binlog同步的關聯；
- 所有資料並集，組成全部資料；
- 會用演算法，來完成資料分割，例如“取模”；
一個水平切分叢集中的每一個數據庫，通常稱為一個“分片”。水平切分架構究竟解決什麼問題？大部分網際網路業務資料量很大，單庫容量容易成為瓶頸，如果希望：
- 線性降低單庫資料容量；
- 線性提升資料庫寫效能；
- 此時可以使用水平切分架構。
一句話總結：資料庫水平切分架構主要解決“資料庫資料量大”（或者更細一點說是單表資料量太大）問題，在資料庫容量扛不住的時候，通常水平切分。
5、資料庫讀寫分離雖好，但不應濫用
對於網際網路大資料量、高併發量、高可用要求高、一致性要求高、前端面向用戶的業務場景，如果資料庫讀寫分離：
- 資料庫連線池需要區分：讀連線池，寫連線池；
- 如果要保證讀高可用，讀連線池要實現故障自動轉移；
- 有潛在的主庫從庫一致性問題。
實際上，如果您的系統面臨的是“讀效能瓶頸”問題，增加快取可能來得更直接，更容易一點。另外，從成本上說，從庫的成本比快取高不少。而且對於雲上的架構，以阿里云為例，主庫提供高可用服務，從庫不提供高可用服務，實現方案上更主流。所以，上述業務場景下，建議使用快取架構來加強系統讀效能，替代資料庫主從分離架構。當然，使用快取架構的潛在問題：如果快取掛了，流量全部壓到資料庫上，資料庫會雪崩。不過幸好，雲上的快取一般都提供高可用的服務。
6、簡單小結
典型的大型互聯應用架構中，服務端資料庫架構主要使用以下兩種：
- 使用“分組”架構實現資料庫讀寫分離：解決“資料庫讀效能瓶頸”問題；
- 使用“分片”架構實現資料庫水平切分：解決“資料庫資料量大”問題。
但對於網際網路大資料量、高併發量、高可用要求高、一致性要求高、前端面向用戶的業務場景，使用微服務快取架構，很多時候可能比資料庫讀寫分離架構更合適。
網易雲信，你身邊的即時通訊和音視訊技術專家，瞭解我們，請戳網易雲信官網
想要閱讀更多行業洞察和技術乾貨，請關注網易雲信部落格
本文轉載自52im,作者：JackJiang