NoSQL架构实践（一）—

前面《为什么要使用 NoSQL》和《关系数据库还是 NoSQL 数据库》两篇从大体上介绍了为什么要用 NoSQL，何时该用 NoSQL。经常有朋友遇到困惑，看到 NoSQL 的介绍，觉得很好，但是却不知道如何正式用到自己的项目中。很大的原因就是思维固定在 MySQL 中了，他们问得最多的问题就是用了 NoSQL，我如何做关系查询。那么接下来，我们看下怎么样在我们的系统中使用 NoSQL。

怎么样把 NoSQL 引入到我们的系统架构设计中，需要根据我们系统的业务场景来分析，什么样类型的数据适合存储在 NoSQL 数据库中，什么样类型的数据必须使用关系数据库存储。明确引入的 NoSQL 数据库带给系统的作用，它能解决什么问题，以及可能带来的新的问题。下面我们分析几种常见的 NoSQL 架构。

（一）NoSQL 作为镜像

不改变原有的以 MySQL 作为存储的架构，使用 NoSQL 作为辅助镜像存储，用 NoSQL 的优势辅助提升性能。

图 1 -NoSQL 为镜像（代码完成模式）

// 写入数据的示例伪代码 

//data 为我们要存储的数据对象 
data.title=”title”; 
data.name=”name”; 
data.time=”2009-12-01 10:10:01”; 
data.from=”1”; 
id=DB.Insert(data);// 写入 MySQL 数据库 
NoSQL.Add(id,data);// 以写入 MySQL 产生的自增 id 为主键写入 NoSQL 数据库

如果有数据一致性要求，可以像如下的方式使用

// 写入数据的示例伪代码 
//data 为我们要存储的数据对象 
bool status=false; 
DB.startTransaction();// 开始事务 
id=DB.Insert(data);// 写入 MySQL 数据库 
if(id>0){ 
    status=NoSQL.Add(id,data);// 以写入 MySQL 产生的自增 id 为主键写入 NoSQL 数据库 
} 
if(id>0 && status==true){ 
    DB.commit();// 提交事务 
}else{ 
    DB.rollback();// 不成功，进行回滚 
}

上面的代码看起来可能觉得有点麻烦，但是只需要在 DB 类或者 ORM 层做一个统一的封装，就能实现重用了，其他代码都不用做任何的修改。

这种架构在原有基于 MySQL 数据库的架构上增加了一层辅助的 NoSQL 存储，代码量不大，技术难度小，却在可扩展性和性能上起到了非常大的作用。只需要程序在写入 MySQL 数据库后，同时写入到 NoSQL 数据库，让 MySQL 和 NoSQL 拥有相同的镜像数据，在某些可以根据主键查询的地方，使用高效的 NoSQL 数据库查询，这样就节省了 MySQL 的查询，用 NoSQL 的高性能来抵挡这些查询。

图 2 -NoSQL 为镜像（同步模式）

这种不通过程序代码，而是通过 MySQL 把数据同步到 NoSQL 中，这种模式是上面一种的变体，是一种对写入透明但是具有更高技术难度一种模式。这种模式适用于现有的比较复杂的老系统，通过修改代码不易实现，可能引起新的问题。同时也适用于需要把数据同步到多种类型的存储中。

MySQL 到 NoSQL 同步的实现可以使用 MySQL UDF 函数，MySQL binlog 的解析来实现。可以利用现有的开源项目来实现，比如：

MySQL memcached UDFs：从通过 UDF 操作 Memcached 协议。
国内张宴开源的mysql-udf-http：通过 UDF 操作 http 协议。

有了这两个 MySQL UDF 函数库，我们就能通过 MySQL 透明的处理 Memcached 或者 Http 协议，这样只要有兼容 Memcached 或者 Http 协议的 NoSQL 数据库，那么我们就能通过 MySQL 去操作以进行同步数据。再结合lib_mysqludf_json，通过 UDF 和 MySQL 触发器功能的结合，就可以实现数据的自动同步。

（二）MySQL 和 NoSQL 组合

MySQL 中只存储需要查询的小字段，NoSQL 存储所有数据。

图 3 -MySQL 和 NoSQL 组合

// 写入数据的示例伪代码 

//data 为我们要存储的数据对象 
data.title=”title”; 
data.name=”name”; 
data.time=”2009-12-01 10:10:01”;
data.from=”1”;
bool status=false; 
DB.startTransaction();// 开始事务 
id=DB.Insert(“INSERT INTO table (from) VALUES(data.from)”);// 写入 MySQL 数据库, 只写 from 需要 where 查询的字段 
if(id>0){ 
    status=NoSQL.Add(id,data);// 以写入 MySQL 产生的自增 id 为主键写入 NoSQL 数据库 
} 
if(id>0 && status==true){ 
    DB.commit();// 提交事务 
}else{ 
    DB.rollback();// 不成功，进行回滚 
}

把需要查询的字段，一般都是数字，时间等类型的小字段存储于 MySQL 中，根据查询建立相应的索引，其他不需要的字段，包括大文本字段都存储在 NoSQL 中。在查询的时候，我们先从 MySQL 中查询出数据的主键，然后从 NoSQL 中直接取出对应的数据即可。

这种架构模式把 MySQL 和 NoSQL 的作用进行了融合，各司其职，让 MySQL 专门负责处理擅长的关系存储，NoSQL 作为数据的存储。它有以下优点：

节省 MySQL 的 IO 开销。由于 MySQL 只存储需要查询的小字段，不再负责存储大文本字段，这样就可以节省 MySQL 存储的空间开销，从而节省 MySQL 的磁盘 IO。我们曾经通过这种优化，把 MySQL 一个 40G 的表缩减到几百 M。
提高 MySQl Query Cache 缓存命中率。我们知道 query cache 缓存失效是表级的，在 MySQL 表一旦被更新就会失效，经过这种字段的分离，更新的字段如果不是存储在 MySQL 中，那么对 query cache 就没有任何影响。而 NoSQL 的 Cache 往往都是行级别的，只对更新的记录的缓存失效。
提升 MySQL 主从同步效率。由于 MySQL 存储空间的减小，同步的数据记录也减小了，而部分数据的更新落在 NoSQL 而不是 MySQL，这样也减少了 MySQL 数据需要同步的次数。
提高 MySQL 数据备份和恢复的速度。由于 MySQL 数据库存储的数据的减小，很容易看到数据备份和恢复的速度也将极大的提高。
比以前更容易扩展。NoSQL 天生就容易扩展。经过这种优化，MySQL 性能也得到提高。

比如手机凤凰网就是这种架构 http://www.cnblogs.com/sunli/archive/2010/12/20/imcp.html

总结

以 NoSQL 为辅的架构还是以 MySQL 架构的思想为中心，只是在以前的架构上辅助增加了 NoSQL 来提高其性能和可扩展性。这种架构实现起来比较容易，却能取得不错的效果。如果正想在项目中引入 NoSQL，或者你的以 MySQL 架构的系统目前正出现相关的瓶颈，希望本文可以为你带来帮助。

感谢张凯峰对本文的审校。

NoSQL 架构实践（一）——以 NoSQL 为辅

（一）NoSQL 作为镜像

（二）MySQL 和 NoSQL 组合

总结