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==星球水友提问==公司有一个每秒5万并发查询的业务,(假设)根据身份证MD5查询身份证信息,目前有1000亿条数据,纯文本存储,前几天看你写LevelDB,请问这个业务能利用LevelDB内存数据库进行存储么?有没有其他优化方案?
画外音:LevelDB《内存KV缓存/数据库》。
==问题描述完==
上一位星球水友问的是36亿日志后台分页查询,紧接着又来了一位1000亿文本MD5查询,这次的业务,至少需要解决:
(1)查询问题;
(2)高性能问题;
(3)存储问题;
文本信息的查找与检索,效率很低,第一个要解决的问题是:将文本过滤转变为结构化查询。
由于检索条件是MD5,可以结构化为:
(MD5, data)
这样可以KV查询,或者数据库里的索引查询。
需要注意的是,MD5一般为字符串表示,字符串作为索引性能会降低,可以将字符串型的MD5转化为两个uint64_t进行存储,以提高索引效率。
(md5_high, md5_low, data)
两个长整形做联合索引,或者KV中的联合key。
该业务有一个很强的特点,都是单行数据主键上的查询,抛开数据量不说,即使不使用缓存,传统的关系型数据库存储,单机也能扛至少1W的查询。
画外音:但其实单机存不下,后文细说。
每秒5W并发,吞吐量很大,第二个要解决的是:性能的提升。
身份证查询的业务有两个很强的特点:
很容易想到,缓存非常非常适合这种场景,不仅如此,还可以提前将数据加载到内存里,规避缓存的“预热”。
画外音:根据业务特点做设计,任何脱离业务的架构设计都是耍流氓。
如果内存足够大,提前加载数据,可以做到缓存命中率100%;即使不提前加载,每条数据也最多一次cache miss,数据一旦入cache,由于没有写请求,后续将永远不会被换出。
假设每张身份证信息0.5K,1000亿大约:
1000亿*0.5K = 50000G = 50T
画外音:没有算错吧?
如此来看,如果不是特别土豪,缓存装不下所有数据,只能承载热数据。
线性扩充容量的方法很多:
(1)站点、服务冗余10份以上;
(2)存储(主键单行查询)水平切分10份以上;
可以看到,5W的并发并不是问题。
如上一个部分分析,1000亿身份证信息,50T的数据,数据量实在太大,传统的关系型数据库,LevelDB此类单机内存数据库不是特别合适,人工水平切分,拆分实例会非常多,较难维护。
最终,结合本例,建议:
(1)千万不能文本检索,务必要结构化;
(2)单行查询,只读不写,缓存+冗余+水平切分能极大提升吞吐量;
(3)使用适合海量数据的技术进行存储;
经验有限,欢迎大家贡献更多更好的方案。
思路比结论重要。
欢迎大家继续提问,有问必答。
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