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背景

如果數(shù)據(jù)在同一個(gè)服務(wù)的同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)SQL即可查詢相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但當(dāng)數(shù)據(jù)被分布到不同服務(wù)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，訪問(wèn)組合數(shù)據(jù)的操作就變的比較困難。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文描述了服務(wù)讀取不同服務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)的幾種方法：服務(wù)間通信模式、數(shù)據(jù)緩存模式、數(shù)據(jù)復(fù)制模式、數(shù)據(jù)共享模式

本文的觀點(diǎn)源自我在日常學(xué)習(xí)與實(shí)踐過(guò)程中的思考，尚處于不斷探索和驗(yàn)證的階段。希望能“拋磚引玉”，激發(fā)更多的討論與交流。讓我們共同進(jìn)步，在探討與實(shí)證中尋求真知。

一、服務(wù)通信模式

如果一個(gè)服務(wù)需要讀取它無(wú)法直接訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，只需要使用遠(yuǎn)程調(diào)用比如RPC協(xié)議訪問(wèn)另外一個(gè)服務(wù)即可，這也是很多團(tuán)隊(duì)采用的一種方式，如下圖：

這看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但技術(shù)充滿挑戰(zhàn)問(wèn)題

?首先是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致服務(wù)A性能下降。

?服務(wù)之間的耦合，為了滿足服務(wù)A的訪問(wèn)量，B服務(wù)必須隨著A服務(wù)的流量規(guī)模變化而變化。

服務(wù)通信模式優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)	1、沒(méi)有數(shù)據(jù)量問(wèn)題
缺點(diǎn)	1、網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致性能問(wèn)題，很常見(jiàn)的TP99跳點(diǎn)，抖動(dòng)現(xiàn)象 2、可伸縮性和吞吐量問(wèn)題 3、可用性問(wèn)題

二、數(shù)據(jù)緩存模式

在上面服務(wù)通信的基礎(chǔ)上加上緩存，這是很多團(tuán)隊(duì)使用的第二種方式。數(shù)據(jù)保存在每個(gè)服務(wù)的內(nèi)存中并持續(xù)同步，因此服務(wù)擁有完全相同的數(shù)據(jù)。緩存又分為本地緩存+分布式緩存的組合關(guān)系。

1.單機(jī)本地緩存，每個(gè)服務(wù)都包含自己的數(shù)據(jù)。這種模式對(duì)應(yīng)服務(wù)之間無(wú)法共享，比如服務(wù)啟動(dòng)加載數(shù)據(jù)到本地緩存。

2.分布式緩存：數(shù)據(jù)服務(wù)之間共享。但這種模式不是有效的復(fù)制緩存模式，因?yàn)樗荒芙鉀Q服務(wù)間通信模式下存在的容錯(cuò)性問(wèn)題，獲取數(shù)據(jù)從服務(wù)調(diào)用變成了緩存服務(wù)。其次由于緩存數(shù)據(jù)是中心化及共享的，打破數(shù)據(jù)所有權(quán)，并且可能導(dǎo)致緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不一致。

以下是每種實(shí)現(xiàn)方式優(yōu)缺點(diǎn)如下：

實(shí)現(xiàn)方式一：本地緩存/分布式緩存+RPC遠(yuǎn)程調(diào)用

實(shí)現(xiàn)方式一：緩存前置（本地緩存/分布式緩存+RPC遠(yuǎn)程調(diào)用），它的核心思想是利用緩存來(lái)減少對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)的調(diào)用次數(shù)，從而提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度
優(yōu)點(diǎn)	1、減少延遲：通過(guò)從本地或分布式緩存中讀取數(shù)據(jù)，可以顯著減少對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)的調(diào)用次數(shù)，從而降低響應(yīng)時(shí)間和提高用戶體驗(yàn) 2、減輕遠(yuǎn)程服務(wù)壓力：緩存可以吸收大量讀請(qǐng)求，減少遠(yuǎn)程服務(wù)的負(fù)載，特別是在高流量場(chǎng)景下。
缺點(diǎn)	1、數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題：緩存中的數(shù)據(jù)可能會(huì)過(guò)時(shí)，如果遠(yuǎn)程服務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，緩存中的數(shù)據(jù)需要及時(shí)更新，否則可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。 2、復(fù)雜性增加：緩存策略的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要考慮緩存更新、失效策略、數(shù)據(jù)一致性保證等問(wèn)題。 3、資源消耗：緩存需要占用額外的存儲(chǔ)空間，如果數(shù)據(jù)量很大，緩存可能會(huì)消耗大量?jī)?nèi)存或磁盤(pán)空間。

實(shí)現(xiàn)方式二：通過(guò)RPC服務(wù)通訊同步推送數(shù)據(jù)+本地緩存

實(shí)現(xiàn)方式二：通過(guò)RPC服務(wù)通訊同步推送數(shù)據(jù)+本地緩存
優(yōu)點(diǎn)	1）實(shí)時(shí)性：服務(wù)B在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)立即推送，服務(wù)A可以實(shí)時(shí)獲取最新數(shù)據(jù)。 2）資源利用率高：只有在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才會(huì)進(jìn)行通信，減少了無(wú)謂的資源消耗。 3）減少輪詢壓力：避免了定時(shí)任務(wù)輪詢對(duì)服務(wù)器的壓力。
缺點(diǎn)	1）復(fù)雜性：需要在服務(wù)B中實(shí)現(xiàn)推送邏輯，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。 2）維護(hù)成本：推送機(jī)制需要額外的維護(hù)，包括失敗重試、消息順序保證等

實(shí)現(xiàn)方式三：通過(guò)定時(shí)任務(wù)worker，服務(wù)A通過(guò)RPC調(diào)用服務(wù)B拉數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)方式三：通過(guò)定時(shí)任務(wù)worker，服務(wù)A通過(guò)RPC調(diào)用服務(wù)B拉數(shù)據(jù)
優(yōu)點(diǎn)	1）無(wú)需變更現(xiàn)有服務(wù)：不需要修改服務(wù)B的代碼，只需在服務(wù)A中添加定時(shí)任務(wù)。
缺點(diǎn)	1）性能開(kāi)銷：頻繁的定時(shí)任務(wù)可能會(huì)對(duì)服務(wù)A和服務(wù)B的性能產(chǎn)生一定影響。 2）延遲性：數(shù)據(jù)更新可能存在延遲，特別是如果定時(shí)任務(wù)的頻率不高。 3）資源占用：即使沒(méi)有數(shù)據(jù)更新，定時(shí)任務(wù)也會(huì)占用系統(tǒng)資源。 4）靈活性差：如果數(shù)據(jù)更新頻率變化較大，固定周期的定時(shí)任務(wù)可能不夠靈活

實(shí)現(xiàn)方式四：通過(guò)異步MQ獲取數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)方式四：通過(guò)異步MQ獲取數(shù)據(jù)
優(yōu)點(diǎn)	1）異步、削峰、解耦：服務(wù)B在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)只需發(fā)送消息，不需要等待服務(wù)A的處理結(jié)果。 2）容錯(cuò)性：MQ通常提供消息持久化機(jī)制，即使服務(wù)A暫時(shí)不可用，消息也不會(huì)丟失。
缺點(diǎn)	1）復(fù)雜性：引入MQ增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要考慮消息的順序性、消息丟失、重復(fù)消費(fèi)等問(wèn)題。 2）延遲：雖然MQ可以提供實(shí)時(shí)消息傳遞，但在高并發(fā)或者網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的情況下，仍然可能存在延遲。

緩存模式優(yōu)缺點(diǎn)：

緩存模式優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)	1、提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能 2、沒(méi)有可伸縮性和吞吐量問(wèn)題 3、良好容錯(cuò)性
缺點(diǎn)	1、大數(shù)據(jù)量不友好（比如200M），可行性降低 2、高頻更新不友好，無(wú)法保持完全同步，對(duì)于相對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)，比較合適 3、緩存數(shù)據(jù)和服務(wù)啟動(dòng)的服務(wù)依賴關(guān)系。常見(jiàn)機(jī)器擴(kuò)容N臺(tái)機(jī)器，N臺(tái)同時(shí)通過(guò)RPC訪問(wèn)服務(wù)B，導(dǎo)致服務(wù)B流量暴漲，并且寫(xiě)分布式緩存流量暴漲（N臺(tái)*每臺(tái)緩存大小） 4、適合一致性較弱的場(chǎng)景，緩存一致性問(wèn)題，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)陳舊

三、數(shù)據(jù)復(fù)制模式

在數(shù)據(jù)復(fù)制模式中，表之間會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，也就是在數(shù)據(jù)庫(kù)A冗余數(shù)據(jù)庫(kù)B數(shù)據(jù)。這樣可以確保服務(wù)A直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)A獲取到數(shù)據(jù)庫(kù)B的數(shù)據(jù)。可以通過(guò)很多種實(shí)現(xiàn)方式：

但這同樣存在如下問(wèn)題:如何管理數(shù)據(jù)所有權(quán)？到處都有這種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題

實(shí)現(xiàn)方式四：binlog同步，需要注意binlog數(shù)據(jù)量
優(yōu)點(diǎn)	1）實(shí)時(shí)性：Binlog可以捕獲數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)變化，使得數(shù)據(jù)同步具有較低的延遲。
缺點(diǎn)	1）性能影響：雖然Binlog的開(kāi)銷相對(duì)較小，但在高并發(fā)寫(xiě)入的場(chǎng)景下，Binlog的生成和處理仍然會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)性能產(chǎn)生一定影響。 2）依賴數(shù)據(jù)庫(kù)：這種同步方式依賴于MySQL的Binlog功能

這種方案改善了上面服務(wù)通信的性能，容錯(cuò)性，可伸縮性問(wèn)題。某些場(chǎng)景可用，比如聚合，報(bào)表或者其他不適合高性能需求，高容錯(cuò)性的時(shí)候

數(shù)據(jù)復(fù)制模式優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)	1、良好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能 2、沒(méi)有可伸縮性和吞吐量問(wèn)題 3、沒(méi)有容錯(cuò)性問(wèn)題 4、沒(méi)有服務(wù)直接依賴
缺點(diǎn)	1、數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題 2、數(shù)據(jù)歸屬權(quán)問(wèn)題 3、需要數(shù)據(jù)同步

四、數(shù)據(jù)共享模式

如果上面的3種方式都不行，那可以用兜底方式，用創(chuàng)建數(shù)據(jù)領(lǐng)域，把數(shù)據(jù)組合到共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓服務(wù)A和服務(wù)B都能訪問(wèn)。

服務(wù)之間完全解耦，解決了可用性依賴，響應(yīng)性，吞吐量和可伸縮性問(wèn)題

數(shù)據(jù)庫(kù)共享模式優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)	1、良好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能 2、沒(méi)有可伸縮性和吞吐量問(wèn)題 3、良好容錯(cuò)性 4、無(wú)服務(wù)依賴 5、數(shù)據(jù)保持一致
缺點(diǎn)	1、數(shù)據(jù)所有權(quán)治理 2、數(shù)據(jù)訪問(wèn)安全

總結(jié)

1.通過(guò)本文的探討，大家可以更全面地了解分布式數(shù)據(jù)訪問(wèn)的挑戰(zhàn)和可能的解決方案

2.每種模式都有其優(yōu)勢(shì)和不足以及應(yīng)用場(chǎng)景，本文旨在通過(guò)對(duì)比分析，為實(shí)際應(yīng)用中的選擇提供指導(dǎo)。

3.如果以上文案有問(wèn)題或者還有更好的方案，歡迎評(píng)論區(qū)留言補(bǔ)充完善，謝謝

審核編輯黃宇

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