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分布式缓存主要用在高并发环境下,减轻数据库的压力,提高系统的响应速度和并发吞吐。当大量的读、写请求涌向数据库时,磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级,因此,在数据库之前加一层缓存,能够显著提高系统的响应速度,并降低数据库的压力。作为传统的关系型数据库,MySQL提供完整的ACID操作,支持丰富的数据类型、强大的关联查询、where语句等,能够非常客易地建立查询索引,执行复杂的内连接、外连接、求和、排序、分组等操作,并且支持存储过程、函数等功能,产品成熟度高,功能强大。但是,对于需要应对高并发访问并且存储海量数据的场景来说,出于对性能的考虑,不得不放弃很多传统关系型数据库原本强大的功能,牺牲了系统的易用性,并且使得系统的设计和管理变得更为复杂。这也使得在过去几年中,流行着另一种新的存储解决方案——NoSQL,它与传统的关系型数据库最大的差别在于,它不使用SQL作为查询语言来查找数据,而采用key-value形式进行查找,提供了更高的查询效率及吞吐,并且能够更加方便地进行扩展,存储海量数据,在数千个节点上进行分区,自动进行数据的复制和备份。在分布式系统中,消息作为应用间通信的一种方式,得到了十分广泛的应用。消息可以被保存在队列中,直到被接收者取出,由于消息发送者不需要同步等待消息接收者的响应,消息的异步接收降低了系统集成的耦合度,提升了分布式系统协作的效率,使得系统能够更快地响应用户,提供更高的吞吐。
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当系统处于峰值压力时,分布式消息队列还能够作为缓冲,削峰填谷,缓解集群的压力,避免整个系统被压垮。垂直化的搜索引擎在分布式系统中是一个非常重要的角色,它既能够满足用户对于全文检索、模糊匹配的需求,解决数据库like查询效率低下的问题,又能够解决分布式环境下,由于采用分库分表,或者使用NoSQL数据库,导致无法进行多表关联或者进行复杂查询的问题。
使用索引是数据库性能优化的必备技能之一。在MySQL数据库中,有四种索引:聚集索引(主键索引)、普通索引、唯一索引以及我们这里将要介绍的全文索引(FULLTEXT INDEX)。
全文索引(也称全文检索)是目前搜索引擎使用的一种关键技术。它能够利用「分词技术「等多种算法智能分析出文本文字中关键字词的频率及重要性,然后按照一定的算法规则智能地筛选出我们想要的搜索结果。在这里,我们就不追根究底其底层实现原理了,现在我们来看看在MySQL中如何创建并使用全文索引。
在MySQL中,创建全文索引相对比较简单。例如,我们有一个文章表(article),其中有主键ID(id)、文章标题(title)、文章内容(content)三个字段。现在我们希望能够在title和content两个列上创建全文索引,article表及全文索引的创建SQL语句如下:
--创建article表
CREATE TABLE article (
id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
title VARCHAR(200),
content TEXT,
FULLTEXT (title, content) --在title和content列上创建全文索引
);
上面就是在创建表的同时建立全文索引的SQL示例。此外,如果我们想要给已经存在的表的指定字段创建全文索引,同样以article表为例,我们可以使用如下SQL语句进行创建:
--给现有的article表的title和content字段创建全文索引
--索引名称为fulltext_article
ALTER TABLE article
ADD FULLTEXT INDEX fulltext_article (title, content)
在MySQL中创建全文索引之后,现在就该了解如何使用了。众所周知,在数据库中进行模糊查询是使用LIKE关键字进行查询,例如:
SELECT * FROM article WHERE content LIKE '%查询字符串%'
那么,我们使用全文索引也是这样用的吗?当然不是,我们必须使用特有的语法才能使用全文索引进行查询。例如,我们想要在article表的title和content列中全文检索指定的查询字符串,可以如下编写SQL语句:
SELECT * FROM article WHERE MATCH(title, content) AGAINST('查询字符串')
强烈注意:MySQL自带的全文索引只能用于数据库引擎为MyISAM的数据表,如果是其他数据引擎,则全文索引不会生效。此外,MySQL自带的全文索引只能对英文进行全文检索,目前无法对中文进行全文检索。如果需要对包含中文在内的文本数据进行全文检索,我们需要采用Sphinx(斯芬克斯)/Coreseek技术来处理中文。本站将会在后续文章中对Sphinx以及Coreseek进行介绍。
备注1:目前,使用MySQL自带的全文索引时,如果查询字符串的长度过短将无法得到期望的搜索结果。MySQL全文索引所能找到的词的默认最小长度为4个字符。另外,如果查询的字符串包含停止词,那么该停止词将会被忽略。
备注2:如果可能,请尽量先创建表并插入所有数据后再创建全文索引,而不要在创建表时就直接创建全文索引,因为前者比后者的全文索引效率要高。
一个大型、稳健、成熟的分布式系统的背后,往往会涉及众多的支撑系统,我们将这些支撑系统称为分布式系统的基础设施。除了前面所介绍的分布式协作及配置管理系统ZooKeeper,我们进行系统架构设计所依赖的基础设施,还包括分布式缓存系统、持久化存储、分布式消息系统、搜索引擎,以及CDN系统、负载均衡系统、运维自动化系统等,还有后面章节所要介绍的实时计算系统、离线计算系统、分布式文件系统、日志收集系统、监控系统、数据仓库等。
分布式缓存主要用于在高并发环境下,减轻数据库的压力,提高系统的响应速度和并发吞吐。当大量的读、写请求涌向数据库时,磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级,因此,在数据库之前加一层缓存,能够显著提高系统的响应速度,并降低数据库的压力。作为传统的关系型数据库,MySQL提供完整的ACID操作,支持丰富的数据类型、强大的关联查询、where语句等,能够非常客易地建立查询索引,执行复杂的内连接、外连接、求和、排序、分组等操作,并且支持存储过程、函数等功能,产品成熟度高,功能强大。但是,对于需要应对高并发访问并且存储海量数据的场景来说,出于对性能的考虑,不得不放弃很多传统关系型数据库原本强大的功能,牺牲了系统的易用性,并且使得系统的设计和管理变得更为复杂。这也使得在过去几年中,流行着另一种新的存储解决方案——NoSQL,它与传统的关系型数据库最大的差别在于,它不使用SQL作为查询语言来查找数据,而采用key-value形式进行查找,提供了更高的查询效率及吞吐,并且能够更加方便地进行扩展,存储海量数据,在数千个节点上进行分区,自动进行数据的复制和备份。在分布式系统中,消息作为应用间通信的一种方式,得到了十分广泛的应用。消息可以被保存在队列中,直到被接收者取出,由于消息发送者不需要同步等待消息接收者的响应,消息的异步接收降低了系统集成的耦合度,提升了分布式系统协作的效率,使得系统能够更快地响应用户,提供更高的吞吐。
当系统处于峰值压力时,分布式消息队列还能够作为缓冲,削峰填谷,缓解集群的压力,避免整个系统被压垮。垂直化的搜索引擎在分布式系统中是一个非常重要的角色,它既能够满足用户对于全文检索、模糊匹配的需求,解决数据库like查询效率低下的问题,又能够解决分布式环境下,由于采用分库分表,或者使用NoSQL数据库,导致无法进行多表关联或者进行复杂查询的问题。