在業務高速發展的過程中，單庫單表的MySQL架構往往會成為系統性能的瓶頸。將單庫遷移到分庫分表架構是一種常見的擴展方案，但如何在保證業務連續性的前提下完成這一遷移是一個挑戰。以下是不停機遷移的幾種主要方案：
一、基于雙寫的遷移方案
1. 雙寫方案原理
雙寫方案是指在遷移期間，應用程序同時向舊庫和新庫寫入數據，確保數據的一致性。
2. 實施步驟
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準備階段：
- 設計分庫分表方案，確定分片鍵和分片規則
- 搭建新的分庫分表環境
- 修改應用程序，支持雙寫邏輯
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歷史數據遷移：
- 使用工具（如Percona XtraBackup）創建源數據庫的物理備份
- 將備份數據按照分片規則導入到目標分庫分表中
- 驗證歷史數據的完整性和一致性
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雙寫階段：
- 修改應用程序，所有寫操作同時寫入舊庫和新庫
- 讀操作仍從舊庫讀取
- 監控新庫數據是否與舊庫一致
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切換階段：
- 確認新庫數據與舊庫一致后，將讀操作切換到新庫
- 停止雙寫，完全使用新庫
3. 優缺點
優點：
- 實現相對簡單，直觀
- 可以完全控制遷移過程
缺點：
- 需要修改應用代碼
- 存在分布式事務一致性問題
- 雙寫會增加系統負擔
二、基于CDC（變更數據捕獲）的遷移方案
1. 使用Canal等工具實現
基于MySQL的binlog機制，通過Canal等工具捕獲數據變更并同步到新庫。
2. 實施步驟
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準備階段：
- 設計分庫分表方案
- 搭建新的分庫分表環境
- 部署Canal等CDC工具
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全量數據遷移：
- 使用工具（如mysqldump）導出全量數據
- 根據分片規則將數據導入到目標分庫分表
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增量數據同步：
- 配置Canal監聽MySQL的binlog
- 解析binlog并將變更數據按分片規則寫入新庫
- 確保數據一致性
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切換階段：
- 驗證新庫數據與舊庫一致
- 將應用程序的連接切換到新庫
- 停止增量同步
3. 優缺點
優點：
- 無需修改應用代碼
- 對業務影響小
- 基于事務日志，數據一致性有保障
缺點：
- 配置相對復雜
- 依賴binlog格式和配置
- 可能存在少量延遲
三、使用影子表方案
1. 原理
在同一個數據庫中創建新的分表結構（影子表），通過觸發器等機制保持數據同步。
2. 實施步驟
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創建影子表：
- 在原數據庫中創建新的分表結構
- 設置觸發器，將對原表的操作同步到影子表
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數據遷移：
- 批量將原表數據復制到影子表
- 使用INSERT IGNORE語法處理可能的沖突
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切換表：
- 使用RENAME TABLE語句快速切換表名
- 刪除觸發器和舊表
3. 優缺點
優點：
- 切換過程快速，幾乎無感知
- 不需要修改應用代碼
缺點：
- 只適用于分表，不適用于分庫
- 對數據庫資源消耗較大
- 觸發器可能影響性能
四、使用專業工具和中間件
1. Vitess
Vitess是YouTube開發的MySQL數據庫集群系統，專為大規模部署設計。
特點：
- 提供在線分片功能
- 支持水平擴展
- 對應用透明，無需修改應用代碼
- 提供統一的查詢接口
2. 實施步驟
- 部署Vitess集群
- 定義Keyspace（邏輯數據庫）
- 使用MoveTables工作流在不停機的情況下遷移表
- 切換應用連接到Vitess
3. 其他工具
- DTS（數據傳輸服務）：云廠商提供的數據遷移服務
- Mycat：開源的分庫分表中間件
- ShardingSphere：Apache開源的分布式數據庫中間件生態
五、遷移過程中的注意事項
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數據一致性驗證：
- 開發驗證工具，確保源庫和目標庫數據一致
- 定期對比數據校驗和
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性能監控：
- 監控遷移過程中的系統資源使用情況
- 控制遷移速度，避免影響線上業務
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回滾方案：
- 制定詳細的回滾計劃
- 在切換前進行充分測試
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業務影響評估：
- 評估分庫分表對業務查詢的影響
- 調整查詢邏輯，適應分庫分表架構
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分布式事務處理：
- 考慮跨庫事務的處理方案
- 可能需要引入分布式事務框架
總結
不停機遷移MySQL單庫到分庫分表架構是一項復雜的工程，需要根據業務特點和技術棧選擇合適的方案。無論選擇哪種方案，都需要充分的準備、測試和監控，以確保遷移過程的平穩和數據的一致性。在實際操作中，往往會結合多種方案，如先使用CDC工具進行數據同步，再通過雙寫保證切換期間的數據一致性。
最后，分庫分表會帶來一系列復雜性和性能損耗，應該在確實有必要的情況下才考慮實施，避免過度設計和過早優化。
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