分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有兩種方式解決單機數(shù)據(jù)庫的低擴展能力：數(shù)據(jù)分片和讀寫分離。數(shù)據(jù)分片(Sharding)的原理就是將數(shù)據(jù)做水平切分，類似于hash分區(qū) 的原理，通過應(yīng)用架構(gòu)解決訪問路由和數(shù)據(jù)合并的問題。Sharding架構(gòu)的優(yōu)勢在于，集群擴展能力很強，幾乎可以做到線性擴展，而且整個集群的可用性也 很高，部分節(jié)點故障，不會影響其他節(jié)點提供服務(wù)。Sharding原理簡單，容易實現(xiàn)，是一種非常好的解決數(shù)據(jù)庫擴展性的方案。但是Sharding對應(yīng) 用場景的要求很高，因為一旦使用數(shù)據(jù)分片架構(gòu)，如果需要跨不同的節(jié)點做join，或者統(tǒng)計類型的操作，將會變得非常困難，應(yīng)該盡量避免。所以說 Sharding架構(gòu)會損失部分關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的特性，比如join，從而使數(shù)據(jù)庫退化為Key-Value store類型的存儲。所以，并不是所有的應(yīng)用都適合做Sharding，它可能會造成應(yīng)用架構(gòu)復雜或者限制系統(tǒng)的功能，這也是它的缺陷所在。

讀寫分離架構(gòu)利用了數(shù)據(jù)庫的復制技術(shù)，將讀和 寫分布在不同的處理節(jié)點上，從而達到提高可用性和擴展性的目的。最通常的做法是利用Replication技術(shù)，Master DB承擔寫操作，將數(shù)據(jù)變化復制到多臺Slave DB上，并承擔讀的操作。這種架構(gòu)適合read-intensive類型的應(yīng)用，通過增加Slave DB的數(shù)量，讀的性能可以線性增長。為了避免Master DB的單點故障，集群一般都會采用兩臺Master DB做雙機熱備，所以整個集群的讀和寫的可用性都非常高。讀寫分離架構(gòu)的缺陷在于，不管是Master還是Slave，每個節(jié)點都必須保存完整的數(shù)據(jù)，如 果在數(shù)據(jù)量很大的情況下，集群的擴展能力還是受限于單個節(jié)點的存儲能力，而且對于Write-intensive類型的應(yīng)用，讀寫分離架構(gòu)并不適合。

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讀寫分離架構(gòu)應(yīng)用非常廣泛，很多網(wǎng)站都采用cache+DB的讀寫分離架構(gòu)，通 過cache層來承載大量的讀訪問。Memcached是一種廣泛使用的Key-Value cache，它不具備持久化存儲的功能，所以它通常和數(shù)據(jù)庫一起組成讀寫分離的架構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫承載數(shù)據(jù)持久化存儲的功能，而Memcached則用來承載 大量的并發(fā)訪問。通常的做法是：應(yīng)用的讀請求會首先訪問Memcached，如果命中則返回，如果沒有命中，則會去數(shù)據(jù)庫中讀取，并將數(shù)據(jù)加載到 Memcached中。關(guān)于新增，修改和刪除操作，一般采用lazy load的策略，即新增時只寫入數(shù)據(jù)庫，并不會馬上更新Memcached，而是等到再次讀取時才會加載到Memcached中，修改和刪除操作也是更新 數(shù)據(jù)庫，然后將Memcached中的數(shù)據(jù)標記為失效，等待下次讀取時再加載。Memcached支持數(shù)據(jù)分區(qū)，利用hash算法將數(shù)據(jù)分布到不同的服務(wù) 器，組成一個分布式的cache集群。

目前的分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，絕大部分是面向DSS類型的應(yīng)用，因為相比較OLTP應(yīng)用，DSS應(yīng)用更容易做到分布式擴展，比如PetaBase，就很好的解決了可用性和擴展性的問題，并且提供了很強大的并行計算能力。從技術(shù)資料上來看，它有幾個特點：
1.采用Share nothing架構(gòu)，將物理服務(wù)器劃分為以CPU core為單位的Virtual node，采用Sharding技術(shù)，將數(shù)據(jù)自動分布到不同的Virtual node，最大限度的利用機器的計算資源；
2.采用內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問技 術(shù)，類似于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(In-memory database)，區(qū)別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(Disk-based database)，消除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存管理的開銷，而且響應(yīng)速度非常快；
3.每個Virtual node上的操作是自治的，利用隊列技術(shù)將并發(fā)訪問變?yōu)榇性L問，消除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫串行控制的開銷(比如Latch和Lock)；
4.數(shù)據(jù)同步寫 多個副本，不存在單點故障，而且消除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需要記錄redo log的開銷。