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1 背景

作為一線互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)師，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)是必不可的一個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，而MySQL是數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)層最常用的組件之一。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，大規(guī)模流量場(chǎng)景的廣泛應(yīng)用，單單掌握MySQL技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。數(shù)據(jù)持久化還需要能應(yīng)對(duì)以下復(fù)雜場(chǎng)景：

• 讀寫分離場(chǎng)景：需要一主多從的架構(gòu)（寫主讀從），支持讀寫請(qǐng)求的自動(dòng)負(fù)載，支持故障驅(qū)逐和主從自動(dòng)切換等，
• 分庫(kù)分表場(chǎng)景：隨著數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的變大，檢索性能會(huì)下降，所以需要，支持橫向（Scale Out）和 縱向（Scale Up）的分庫(kù)分表和跨庫(kù)跨表檢索
• 權(quán)限控制：針對(duì)不同的用戶或者角色組進(jìn)行操作權(quán)限控制
• 監(jiān)控告警：多維度對(duì)存儲(chǔ)服務(wù)的可用性、性能、讀寫比、請(qǐng)求量級(jí)變化 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果感知異常，及時(shí)預(yù)警，避免線上故障擴(kuò)大化
• 日志審計(jì)：大規(guī)模業(yè)務(wù)場(chǎng)景，經(jīng)常出現(xiàn)多業(yè)務(wù)公用存儲(chǔ)費(fèi)服務(wù)，如果存儲(chǔ)層能夠自行進(jìn)行日志審計(jì)，那在每個(gè)業(yè)務(wù)側(cè)就可以避免重復(fù)造*
• 并發(fā)控制：互聯(lián)網(wǎng)下流量規(guī)模都是巨量的，具備并發(fā)控制能力，可以確保糾正由并發(fā)操作導(dǎo)致的錯(cuò)誤，以保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性。

當(dāng)然這些能力并不是MySQL天然支持的，需要一些中間件的支持，所以我們調(diào)研了業(yè)內(nèi)常用的一些中間件的，從業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)，看看各有哪些，是能夠滿足的。

2 業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)

從問題出發(fā)，看看行業(yè)內(nèi)對(duì)存儲(chǔ)層有哪些共同的痛點(diǎn)，然后根據(jù)這些痛點(diǎn)輸出解決方案

問題	說(shuō)明	解決方案
連接池管理	客戶端連接無(wú)限制，不可復(fù)用，不可隔離，業(yè)務(wù)間互相影響（如單個(gè)服務(wù)超載調(diào)用可能導(dǎo)致雪崩）	歸口到Proxy統(tǒng)一管理，提供連接池、連接數(shù)限制、重試、超時(shí)斷開保護(hù)等能力
讀寫分離機(jī)制	需要為業(yè)務(wù)提供讀寫分離機(jī)制	數(shù)據(jù)服務(wù)存在主從部署模式，業(yè)務(wù)在路有時(shí)Porxy自動(dòng)區(qū)分讀寫，寫路由到主存儲(chǔ)服務(wù)，讀路由到從存儲(chǔ)服務(wù)
負(fù)載均衡機(jī)制	需要為業(yè)務(wù)提供備機(jī)負(fù)載均衡	讀能力能自動(dòng)均衡的負(fù)載到多個(gè)從服務(wù)器上
數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表sharding	數(shù)據(jù)量比較大的場(chǎng)景下，需提供業(yè)務(wù)分庫(kù)分表能力	調(diào)用方屏蔽分表細(xì)節(jié)，跟單表操作一直。Proxy實(shí)現(xiàn)對(duì)分庫(kù)分表的核心細(xì)節(jié)，不同組件會(huì)有一些限制（如帶分表字段，不支持跨庫(kù)join等）
故障切換	主/備發(fā)生宕機(jī)等故障，需業(yè)務(wù)來(lái)處理故障切換	屏蔽后端DB故障問題，自動(dòng)故障切換
權(quán)限	一方面賬號(hào)權(quán)限放太開，沒有最小化權(quán)限；另一方面機(jī)器遷移等都需手動(dòng)申請(qǐng)權(quán)限較麻煩	通過user/pwds/ip等做權(quán)限控制，最小化權(quán)限。機(jī)器遷移自動(dòng)權(quán)限擴(kuò)縮容。
安全	需業(yè)務(wù)自己處理sql注入，核心數(shù)據(jù)加密等問題	Proxy加一層保護(hù)，像sql注入，sql黑名單（如sleep/drop），數(shù)據(jù)加密等
日志審計(jì)	Mysql數(shù)據(jù)被修改了，找不到是被誰(shuí)修改的	提供便捷的日志審計(jì)，日志流控和動(dòng)態(tài)變更，方便定位查詢
監(jiān)控告警	需業(yè)務(wù)根據(jù)自己需求搭建監(jiān)控系統(tǒng)	提供連接數(shù)/慢查詢數(shù)/Sql延遲/Sql語(yǔ)句統(tǒng)計(jì)/DB負(fù)載等監(jiān)控告警
事務(wù)	部分業(yè)務(wù)會(huì)使用事務(wù)能力	支持單機(jī)/分布式事務(wù)。事務(wù)是mysql中間件最難做的點(diǎn)，單機(jī)事務(wù)基本中間件都能支持到，分布式事務(wù)不同中間件實(shí)現(xiàn)程度也不同
緩存	有DB數(shù)據(jù)緩存的場(chǎng)景，都需業(yè)務(wù)單獨(dú)來(lái)做	Proxy提供一些通用可配置的緩存策略（如基于查詢、用戶、schema等）

3 常用MySQL中間件介紹

3.1 ProxySQL

介紹：
ProxySQL是使用C++開發(fā)的一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)代理，具有連接池、讀寫分離、負(fù)載均衡、故障切換、SQL路由、多協(xié)議支持、可擴(kuò)展性、安全性、監(jiān)控和日志以及易于配置和管理等特性。具備輕量、高性能(千億級(jí)數(shù)據(jù)處理能力)等優(yōu)勢(shì)，功能完善，能滿足中間件所需的絕大多數(shù)功能

相關(guān)鏈接

• 官網(wǎng)：http://www.proxysql.com/
• Github：https://github.com/sysown/proxysql/

特性介紹

1. 連接池：ProxySQL支持連接池，可以有效地管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接，減少連接和斷開連接的開銷。
2. 讀寫分離：ProxySQL可以實(shí)現(xiàn)讀寫分離，將讀操作和寫操作分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
3. 負(fù)載均衡：ProxySQL支持負(fù)載均衡，可以將請(qǐng)求分發(fā)到多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)速度。
4. 故障切換：ProxySQL支持故障切換，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)將請(qǐng)求切換到其他可用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，保證系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。
5. SQL路由：ProxySQL支持SQL路由，可以根據(jù)不同的SQL語(yǔ)句類型和條件，將請(qǐng)求分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的路由控制。
6. 多協(xié)議支持：ProxySQL支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)議，如MySQL、PostgreSQL、Oracle等，可以輕松地與其他數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)集成。
7. 可擴(kuò)展性：ProxySQL支持橫向擴(kuò)展，可以通過添加更多的代理實(shí)例來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的處理能力。
8. 安全性：ProxySQL支持SSL/TLS加密通信，可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/li>
9. 監(jiān)控和日志：ProxySQL提供了豐富的監(jiān)控和日志功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，方便進(jìn)行故障排查和性能優(yōu)化。
10. 易于配置和管理：ProxySQL的配置和管理相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過配置文件或命令行工具進(jìn)行配置和管理。

3.2 MaxScale

介紹：
MaxScale是MariaDB開發(fā)的一個(gè)MySQL數(shù)據(jù)中間件。它是一種數(shù)據(jù)庫(kù)智能代理服務(wù)，旨在擴(kuò)展MariaDB Server的高可用性、可伸縮性和安全性。同時(shí)，MaxScale通過將其與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)架構(gòu)分離，有助于簡(jiǎn)化應(yīng)用程序開發(fā)。

相關(guān)鏈接

• 官網(wǎng)：https://mariadb.com/
• Github：https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/

特性介紹

特性介紹基于10.3.1以上版本

1. 讀寫分離：支持讀寫分離模塊，能夠解析SQL語(yǔ)句，從而把對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的服務(wù)器上。
2. 自動(dòng)切換：能夠根據(jù)主從狀態(tài)實(shí)現(xiàn)寫庫(kù)的自動(dòng)切換。
3. 插件支持：支持多種插件，如認(rèn)證、協(xié)議、路由、監(jiān)控和日志與過濾插件，這些插件可以根據(jù)需要進(jìn)行配置和擴(kuò)展。
4. 高可用性：通過路由插件實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的功能，同時(shí)監(jiān)控插件可以對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，以確保系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。
5. 安全性：提供簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)防火墻功能，對(duì)SQL進(jìn)行過濾和容錯(cuò)，以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。
6. 可擴(kuò)展性：MaxScale的體系結(jié)構(gòu)支持橫向擴(kuò)展，可以通過添加更多的節(jié)點(diǎn)來(lái)提高系統(tǒng)的處理能力和容量。

3.3 DBProxy

介紹：
DBProxy是一個(gè)位于前端應(yīng)用與后端MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)之間的中間件，它使得應(yīng)用程序員無(wú)需再關(guān)心讀寫分離、分表等與MySQL相關(guān)的細(xì)節(jié)，可以專注于編寫業(yè)務(wù)邏輯，同時(shí)使得DBA的運(yùn)維工作對(duì)前端應(yīng)用透明，上下線DB前端應(yīng)用無(wú)感知。
DBProxy是由美團(tuán)DBA團(tuán)隊(duì)研發(fā)和維護(hù)的一個(gè)基于MySQL協(xié)議的數(shù)據(jù)中間層。它在奇虎360公司開源的Atlas基礎(chǔ)上，優(yōu)化了部分問題，并且添加了很多特性。而Atlas是在MySQL官方推出的MySQL-Proxy 0.8.2版本的基礎(chǔ)上，修改了大量bug，添加了很多功能特性。

相關(guān)鏈接

• 介紹：https://tech.meituan.com/2016/09/09/dbproxy-introduction.html
• Github：https://github.com/Meituan-Dianping/DBProxy/

特性介紹

1. 讀寫分離：DBProxy可以將讀操作和寫操作分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，以提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
2. 負(fù)載均衡：DBProxy可以將請(qǐng)求分發(fā)到多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)速度。
3. 支持分表：DBProxy可以支持分表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行水平和垂直拆分，以減輕單一數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力。
4. IP過濾：DBProxy可以設(shè)置IP過濾，限制特定IP的訪問權(quán)限，提高系統(tǒng)的安全性。
5. sql語(yǔ)句黑名單：DBProxy可以設(shè)置SQL語(yǔ)句黑名單，禁止執(zhí)行某些特定的SQL語(yǔ)句，以防止?jié)撛诘陌踩L(fēng)險(xiǎn)。
6. DBA平滑下線DB：DBProxy可以實(shí)現(xiàn)在不影響前端應(yīng)用的情況下，平滑地下線某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
7. 從庫(kù)流量配置：DBProxy可以對(duì)從庫(kù)的流量進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)主從流量分離，提高系統(tǒng)的可用性。
8. 動(dòng)態(tài)加載配置項(xiàng)：DBProxy可以動(dòng)態(tài)加載配置項(xiàng)，方便用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活的配置和管理。

3.4 MyCat

介紹：
MyCat源于阿里巴巴的Cobar項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)開源軟件愛好者對(duì)Cobar項(xiàng)目進(jìn)行了改進(jìn)，加入了許多新的功能在其中，并將其命名為MyCat。目前MyCAT社區(qū)活躍度很高，有很多公司采用了MyCat技術(shù)，涵蓋銀行、電信、電子商務(wù)、物流、移動(dòng)應(yīng)用、O2O的眾多領(lǐng)域和公司。算是發(fā)展比較好的。

相關(guān)鏈接

• 官網(wǎng)：http://www.mycat.io/
• Github：https://github.com/MyCATApache

特性介紹

1. 分布式架構(gòu)：采用分布式架構(gòu)，可以水平擴(kuò)展，支持大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理。
2. SQL解析和優(yōu)化：對(duì)SQL進(jìn)行解析和優(yōu)化，可以提高查詢性能和效率。
3. 數(shù)據(jù)分片：支持?jǐn)?shù)據(jù)分片，可以將大表水平分割為多個(gè)小表，提高數(shù)據(jù)訪問的效率和可擴(kuò)展性。
4. 讀寫分離：支持讀寫分離，可以將讀操作和寫操作分發(fā)到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
5. 故障切換：支持故障切換，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)將請(qǐng)求切換到其他可用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，保證系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。
6. 監(jiān)控和管理：MyCat提供豐富的監(jiān)控和管理功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，方便進(jìn)行故障排查和性能優(yōu)化。

3.5 TDDL

介紹：
TDDL是淘寶開發(fā)的一種基于Java語(yǔ)言的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，主要解決了分庫(kù)分表對(duì)應(yīng)用的透明化以及異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制，它是一個(gè)基于集中式配置的jdbc datasource實(shí)現(xiàn)，具有線性水平擴(kuò)展能力、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問能力、高性價(jià)比、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平滑擴(kuò)容、分庫(kù)分表、透明讀寫分離、成熟的管控系統(tǒng)等特點(diǎn)。

相關(guān)鏈接

• Github：https://github.com/alibaba/tb_tddl

特性介紹

1. 線性水平擴(kuò)展能力：TDDL能夠?qū)崟r(shí)提升數(shù)據(jù)庫(kù)處理能力，提高訪問效率，峰值TPS可達(dá)150萬(wàn)+，輕松應(yīng)對(duì)高并發(fā)的實(shí)時(shí)交易場(chǎng)景。
2. 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問：企業(yè)客戶隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)迅猛，會(huì)產(chǎn)生超過單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)能力極限的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)庫(kù)容量瓶頸，限制業(yè)務(wù)發(fā)展。TDDL可以線性擴(kuò)展存儲(chǔ)空間，提供PB級(jí)存儲(chǔ)能力，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)等超大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問場(chǎng)景。
3. 高性價(jià)比數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案：初創(chuàng)型企業(yè)初期發(fā)展階段技術(shù)積累相對(duì)比較薄弱，資金投入有限，業(yè)務(wù)發(fā)展快，數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)高。TDDL能夠利用普通服務(wù)器提供阿里巴巴雙十一同等處理能力的高性價(jià)比國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案。
4. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平滑擴(kuò)容：當(dāng)應(yīng)用單機(jī)存儲(chǔ)（MySQL）出現(xiàn)容量或性能瓶頸時(shí)，TDDL提供在線數(shù)據(jù)擴(kuò)容功能（該功能需要結(jié)合阿里其它內(nèi)部中間件使用）。
5. 分庫(kù)分表：TDDL支持分庫(kù)分表功能，只需選擇拆分鍵，就可以按照拆分鍵進(jìn)行分庫(kù)分表的訪問。
6. 透明讀寫分離：通過使用MySQL只讀實(shí)例或者M(jìn)ySQL備機(jī)實(shí)現(xiàn)讀寫分離，幫助應(yīng)用解決事務(wù)、只讀實(shí)例或者備機(jī)掛掉、指定主備訪問等細(xì)節(jié)問題，對(duì)應(yīng)用無(wú)侵入。
7. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平滑擴(kuò)容：當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和訪問量瓶頸時(shí)，TDDL支持存儲(chǔ)容量在線擴(kuò)展，擴(kuò)容無(wú)需改造應(yīng)用，擴(kuò)容進(jìn)度支持可視化跟蹤。
8. 成熟的管控系統(tǒng)：通過數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維支撐系統(tǒng)保障數(shù)據(jù)庫(kù)的正常有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 總結(jié)

大致介紹了互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的需求，以及當(dāng)下業(yè)內(nèi)知名MySQL中間件的功能特性。
后面我們對(duì)這些數(shù)據(jù)庫(kù)中間件一個(gè)個(gè)詳細(xì)拆解下，看看他能解決我們哪些痛點(diǎn)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据库系列：业内主流MySQL数据中间件梳理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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