随着大数据时代的到来，业务系统的数据量日益增大，数据存储能力逐渐成为影响系统性能的瓶颈。目前主流的关系型数据库单表存储上限为1000万条记录，而这一存储能力显然已经无法满足大数据背景下的业务系统存储要求了。随着微服务架构、分布式存储等概念的出现，数据存储问题也渐渐迎来了转机。而数据分片是目前解决海量数据持久化存储与高效查询的一种重要手段。数据分库分表的过程在系统设计阶段完成，要求系统设计人员根据系统预期的业务量，将未来可能出现瓶颈的数据库、数据表按照一定规则拆分成多个库、多张表。这些数据库和数据表需要部署在不同的服务器上，从而将数据读写压力分摊至集群中的各个节点，提升数据库整体处理能力，避免出现读写瓶颈的现象。
目前数据分片的方式一共有两种：离散分片和连续分片。
离散分片是按照数据的某一字段哈希取模后进行分片存储。只要哈希算法选择得当，数据就会均匀地分布在不同的分片中，从而将读写压力平均分配给所有分片，整体上提升数据的读写能力。然而，离散存储要求数据之间有较强的独立性，但实际业务系统并非如此，不同分片之间的数据往往存在一定的关联性，因此在某些场景下需要跨分片连接查询。由于目前所有的关系型数据库出于安全性考虑，均不支持跨库连接。因此，跨库操作需要由数据分库分表中间件来完成，这极大影响数据的查询效率。此外，当数据存储能力出现瓶颈需要扩容时，离散分片规则需要将所有数据重新进行哈希取模运算，这无疑成为限制系统可扩展性的一个重要因素。虽然，一致性哈希能在一定程度上减少系统扩容时的数据迁移，但数据迁移问题仍然不可避免。对于一个已经上线运行的系统而言，系统停止对外服务进行数据迁移的代价太大。
第二种数据分片的方式即为连续分片，它能解决系统扩容时产生的数据迁移问题。这种方式要求数据按照时间或连续自增主键连续存储。从而一段时间内的数据或相邻主键的数据会被存储在同一个分片中。当需要增加分片时，不会影响现有的分片。因此，连续分片能解决扩容所带来的数据迁移问题。但是，数据的存储时间和读写频率往往呈正比，也就是大量的读写往往都集中在最新存储的那一部分数据，这就会导致热点问题，并不能起到分摊读写压力的初衷。
2.2 数据库扩展的几种方式
数据库扩展一共有四种分配方式，分别是：垂直分库、垂直分表、水平分表、水平数据分片。每一种策略都有各自的适用场景。
垂直分库
垂直分库即是将一个完整的数据库根据业务功能拆分成多个独立的数据库，这些数据库可以运行在不同的服务器上，从而提升数据库整体的数据读写性能。这种方式在微服务架构中非常常用。微服务架构的核心思想是将一个完整的应用按照业务功能拆分成多个可独立运行的子系统，这些子系统称为“微服务”，各个服务之间通过RPC接口通信，这样的结构使得系统耦合度更低、更易于扩展。垂直分库的理念与微服务的理念不谋而合，可以将原本完整的数据按照微服务拆分系统的方式，拆分成多个独立的数据库，使得每个微服务系统都有各自独立的数据库，从而可以避免单个数据库节点压力过大，影响系统的整体性能，如下图所示。
