利用缓存服务器来负载均衡

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利用缓存服务器来负载均衡

　　 根据一些专家的调查分析，发现企业在使用数据库的时候，90%以上主要用来查询。有些企业这个比例甚至更高。也就说，用户对数据库的操作，其实更新操作占的比例很少。大部分的操走都只是查询操作。


　　根据一些专家的调查分析，发现企业在使用数据库的时候，90%以上主要用来查询。有些企业这个比例甚至更高。也就说，用户对数据库的操作，其实更新操作占的比例很少。大部分的操走都只是查询操作。如一些论坛，大部分用户只会看贴，而不会发帖。这就是一个典型的查询操作比例大大超过更新操作比例的例子。针对这种情况，其查询操作往往是其数据库性能的瓶颈。如何有效提高查询的性能，这就使各个数据库专家在考虑的问题。在SQL Server数据库中，已经有了一个现成的解决方案。数据库管理员可以利用缓存服务器来提高数据库的性能。笔者这里就以SQLServer2008为例，谈谈如何利用缓存服务器来实现负载均衡，来提高数据库的查询效率。
　　
　　如上图，是一家著名的BBS论坛的数据库架构。首先其通过多台WEB应用服务器来实现负载均衡。这个方案跟数据库架构关系不大，笔者不做过多阐述。笔者要谈的是，其在数据库服务器与WEB应用服务器之间，还多了一层，即数据库缓存服务器。在SQLServer数据库中，就是利用这些缓存服务器来实现数据库层面的负载均衡，来提高数据库的查询性能。那么这个解决方案到底有什么特点呢?是如何来解决查询操作这个瓶颈问题?在部署这个解决方案的时候需要注意哪些问题呢?不要着急，笔者会一一回答这些问题。
　　一、 数据查询与数据更新分开走。
　　如上图所示，如果用户要查看某个帖子，其就会打开某个连接。此时WEB应用服务器就会从后台数据库中查询相关的记录。这里需要注意的是，由于其只是查看帖子，而不涉及到更新的操作，为此WEB应用服务器就只从缓存服务器中读取数据。这个缓存服务器中的记录跟数据库服务器的内容是同步的。WEB应用服务器在从数据库缓存服务器读取数据之前，还会先判断一下哪台数据库服务器比较空。会优先连接到比较空闲的数据缓存服务器中，然后从这台服务器中读取数据。所以，当访问这个论坛的用户比较多时，这个数据缓存服务器能够实现负载均衡的需要。
　　如果用户看了某个帖子，现在需要发表一个评论，此时后台数据库会怎么操作呢?注意，当WEB应用服务器发送了一个Update更新操作的时候，其应用服务器会自动连接到数据库服务器，而不会再连接到数据库缓存服务器。而是直接向数据库服务器发送更新操走的语句。当数据库服务器更新了相关的内容之后，会与数据库缓存服务器实现数据的同步。从上图中可以看出，整个数据查询与数据更新WEB应用服务器是分两条路走。其实这就好像是公路上分道行驶，机动车走机动车道;非机动车走非机动车道。如此的话，就不会因为非机动车比较慢，而影响到机动车的速度。在这个方案中，将数据库的更新操作与查询操作分开来走，也是类似的道理。在查询时，数据流是单向流动的，所以能够在很大程度上提高查询的效率。从而让数据负载均衡的效果更加明显。总之，当某个应用程序查询操作大大超过更新操作时，通过在多个数据库间缓存只读数据，并在数据库间均匀连接客户端以分发负载，则就可以向外扩展工作负荷的读取分区，即实现负载均衡的目的。
　　二、 采用这个方案需要注意的地方。
　　在部署这个解决方案时，仍然有些数据库管理员需要关注的内容。如以下这些内容，数据库管理员需要根据企业的实际情况来进行调整，以提高这个方案的价值。
　　首先需要考虑数据缓存服务器与数据库服务器之间同步的频率问题。这个同步操作是一把双刃剑。若同步的频率太高，会影响数据库服务器与缓存服务器的性能;若同步频率比较低的话，则数据库缓存服务器中的数据得不到及时的更新。如此的话，用户查询时可能在短时间内无法获取最新的数据。所以，一般来说，系统滞后的时间应该尽量的短，即数据库服务器的更新内容必须尽快与数据库缓存服务器进行同步。理想的状态时，在更新数据库服务器的同时更新数据库缓存服务器。但是，这么做是以牺牲数据库与数据库缓存服务器的性能为代价的。为此数据库管理员在实施这个解决方案时，往往不会这么做。而是设置在一段时间之后同步。如可以设置为10秒、60秒、300秒或者更长的时间后进行同步。具体这个同步的时间间隔多少为好，没有一个统一的标准。这需要数据库管理员根据企业对数据同步的要求不同而定。一般来说，数据库管理员在满足用户需要的前期下，可以将这个时间设置的相对长一点。这可以避免因为过多的同步操作而降低了这个方案的价值。其实，对于大部分用户来说，60秒左右的时间差异还是可以接受的。如在论坛中，一个人发帖后，在一分钟之后看到一般不会有什么问题。对于人的感觉来说，这个一分钟时间不长。但是对于数据库服务器来说，这一分钟可以做很多事情。所以，适当延长这个同步时间，却可以在很大程度上提高数据库服务器性能。这个时间的代价，有时候还是值得的。