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文档数据库服务 DDS-通过设置数据分片提升性能:选择合适的数据分布策略

时间：2024-06-13 16:52:16

文档数据库服务 DDS

选择合适的数据分布策略

分片集群支持将单个集合的数据分散存储在多个分片上，用户可以根据集合内文档的分片键来分布数据。

目前，主要支持两种数据分布策略，即范围分片（Range based sharding）和Hash分片（Hash based sharding），设置方式请参见4。

下面分别介绍这两种数据分布策略以及各自的优缺点。

范围分片
基于范围进行分片，即集群按照分片键的范围把数据分成不同部分。假设有一个数字分片键，为一条从负无穷到正无穷的直线，每一个片键的值均在直线上进行标记。可以理解为将该直线划分为更短的不重叠的片段，并称之为数据块，每个数据块包含了分片键在一定的范围内的数据。

图1 数据分布示意图

如上图所示，x表示范围分片的片键，x的取值范围为[minKey,maxKey]，且为整型。将整个取值范围划分为多个chunk，每个chunk（通常配置为64MB）包含其中一小段的数据。其中，chunk1包含x值在[minKey, -75]中的所有文档，每个chunk的数据都存储在同一个分片上，每个分片可以存储多个chunk，并且chunk存储在分片中的数据会存储在config服务器中，dds mongos也会根据各分片上的chunk的数据自动执行负载均衡。

范围分片能够很好的满足范围查询的需求，例如，查询x的取值在[-60,20]中的文档，仅需dds mongos将请求路由到chunk2。

范围分片的缺点在于，如果分片键有明显递增（或递减）趋势，新插入的文档很大程度上会分布到同一个chunk，从而无法扩展写的能力。例如，使用“_id”作为分片键，集群自动生成id的高位值将是递增的时间戳。
Hash分片
根据用户的分片键值计算出Hash值（长度64bit且为整型），再按照范围分片策略，根据Hash值将文档分布到不同的chunk中。基于Hash分片主要的优势为保证数据在各节点上分布基本均匀，具有“相近”片键的文档很可能不会存储在同一个数据块中，数据的分离性更高。

图2 数据分布示意图

Hash分片与范围分片互补，能将文档随机分散到各个chunk，充分扩展写能力，弥补范围分片的不足。但所有的范围查询要分发到后端所有的分片，才能获取满足条件的文档，查询效率低。