大家都知道，数据库集群一旦需要扩容，十之八九，都会涉及到数据迁移。只有少部分情况，由于对数据库使用的特殊性，或者数据库代理的特性，可以做到无数据迁移。而通过删数据来实现扩容的操作，想必对于大部分人来说闻所未闻，而实际上业内已经有两家知名的互联网公司持续多年使用“删、删、删”原则对数据库进行扩容，其中一家还将自己“删”成了中国头部出海游戏品牌。其实上述两家企业使用的数据库本身没什么特别，均为常用的 MySQL 或者 MySQL 的兼容版本，例如 AWS 的 Aurora。删数据扩容的关键也并不在数据库，而是数据库的代理。大家耳熟能详的老牌数据库QiHoo Atlas以及美团DBProxy,其实也都可以通过删除数据的方式来实现扩容，只是很少有人想过或者尝试过如此操作。

那么究竟如何使用“删、删、删”原则进行数据库扩容？该原则又适用于哪类数据库呢？接下来我们就以云上曲率自研的DBProxy(FPNN)为例，针对可停服的业务模块，为大家详细的分享具体的操作步骤。

首先，DBProxy和其他常见的主流数据库代理一样，是全对等代理。这就意味着，DBProxy集群内，不存在中心节点，DBProxy按需部署和启动，需要多少起多少。同时DBProxy也支持hash取模和按区段划分两种分库分表的方式。无论是哪种形式，均适用“删、删、删”原则。
其次，说到数据库扩容的方式无非是垂直扩容和水平扩容两种。其中水平扩容可以再分为按区段分片的扩容，以及按hash分片的扩容。其中最简单的是垂直扩容，最难的是按hash分片的扩容。遵循着由易入难的原则，我们先来介绍一下DBProxy的垂直扩容。

垂直扩容

垂直扩容其实是最简单的，因为只需要移动整个模块对应的数据库就行。

假设扩容前，我们有两个 MySQL 实例，分别是 MySQL Instance 01和MySQL Instance 02。MySQL Instance 01上部署了四个模块对应的数据库，MySQL Instance 02 上面也部署了另外4个模块的数据库。如下图所示：

假设MySQL Instance 01压力偏大，MySQL Instance 02正常。此时我们仅需要单扩MySQL Instance 01即可。根据“删、删、删”的原则，我们采取以下步骤：

1. 用 MySQL Instance 01 做一个镜像，并用镜像启动新的 MySQL 实例，作为 MySQL Instance 03；

2. 修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 03 的信息；
• 在配置表 split_table_info 中，将数据库 Module-C、Model-D 中所有的表的 server_id 字段更新为 MySQL Instance 03 的 server_id；
• 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3. 在MySQL Instance 01上直接删除数据库 Module-C、Model-D，在MySQL Instance 03 上直接删除数据库 Module-A、Model-B。

完毕！

                                                                     MySQL Instance 01 扩容后示意图

如果 MySQL instance 02 也需要同步扩容，那只需要将 MySQL instance 01 的扩容操作对 MySQL instance 02 再做一遍即可。

                                                 MySQL instance 01、02 同步扩容后示意图

以上就是DBProxy对垂直扩容时的具体操作。

按区段分片的水平扩容

按区段划分的水平扩容又分为两种：增加段区 & 特定区段扩容。首先，我们来看 DBProxy 对于增加区段是如何操作的。

增加段区

假设我们同样有两个 MySQL 实例，分别是 MySQL Instance 01 和 MySQL Instance 02。MySQL Instance 01上部署着01-04区段的数据库，MySQL Instance 02 上面部署着05-08区段的数据库。如下图所示：

根据“删、删、删”的原则，对于增加新的区段，我们采取以下步骤：

1. 启动新的 MySQL 实例作为 MySQL Instance 03 并部署区段09-12；

2. 修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 03 的信息
• 在配置表 split_range_info 中，增加区段 09-12 的信息
• 通知 DBProxy 重新加载配置库

                                                                                   新增区段扩容后，如下图所示：

关于特定区段的扩容，DBProxy 同样有两种方式可选择：奇偶分库 or 将原始逻辑库拆分，然后按照垂直分库处理。奇偶分库是 DBProxy 为了兼容特定历史遗留项目而开发的特需功能，对于任一区段，只能实现一次扩容。对任意区段更通用的扩容方式建议使用“拆分原始逻辑库”的方式。

奇偶分库

假设我们需要对区段 02 进行奇偶分库，区段 02 位于MySQL Instance 01 上，对应数据库 Range-02。如下图所示：

根据“删、删、删”的原则，对于需要奇偶扩容的区段，我们采取以下步骤：

1. 使用 MySQL Instance 01做一个镜像，并用镜像启动新的 MySQL 实例，作为MySQL Instance 01-2；

2. 修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 01-2 的信息；
• 在配置表 split_range_info 中：

1. 将区段02对应的信息的 index_type 字段从0改为1
2. 将区段02的对应信息复制然后新加一行，index_type 改为 2，并将该行server_id 字段更新为MySQL Instance 01-2 的 server_id；

• 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3. 在 MySQL Instance 01上，直接删除数据库 Range-02 中分表键为偶数的数据；在 MySQL Instance 01-2，直接删除数据库 Range-02 中分表键为奇数的数据，并删除 MySQL Instance 01-2 上，并不需要的 Range-01、Range-03、Range-04 三个区段的数据。

完毕！

                                          区段 02 进行奇偶分库后示意图

拆分原始逻辑库

假设我们需要对区段 N 进行拆分扩容。区段 N 位于 MySQL Instance XX 上，对应数据库 DB-xx。内部有 Table-A、Table-B、Table-C、Table- D 四个业务表。如下图所示：

根据“删、删、删”的原则，对于需要奇偶扩容的区段，我们采取以下步骤：

1.用 MySQL Instance XX 做一个镜像，并用镜像启动新的 MySQL 实例，作为 MySQL Instance XX-1；

2.修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance XX-1 的信息
• 配置表 table_info 中，将 Table- C、Table-D 对应的 database_category 字段改为一个新的名字（逻辑拆库）：假设原始字段值为 bizDB，新值为 bizDB-2
• 在配置表 split_range_info 中：

1. 对所有区段复制一份，并将复制后的database_category 字段的值从 bizDB 改为 bizDB-2；
2. 将区段 N 对应的数据中，字段 database_category 值为 bizDB-2 的一行数据，server_id 字段更新为 MySQL Instance XX-1 的 server_id；
3. 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3.在 MySQL Instance XX上，直接删除数据库 DB-xx 中的数据表 Table-C、Table-D；在 MySQL Instance XX-1上，直接删除数据库DB-xx中的数据表 Table-A、Table-B。

完毕！

                                                    区段N进行拆分逻辑库后示意图

按哈希分片的水平扩容

按哈希分片的数据，如果以2的倍数进行的分库分表，则水平扩容其实分为：结构拆分 & 数据拆分两个阶段。其中结构拆分又分为：实例拆分与库拆分两个子阶段。

如果在建表时，就创建了足够的分表（2的次方），那大部分的扩容，都无需走到数据拆分阶段。只有分表不够用的情况下，才需要进行数据拆分。

实例拆分

我们先来看一下实例拆分，假设我们现在有两个 MySQL 实例：MySQL Insgtance 01 和 MySQL Insgtance 02，上面部署着 DB-01 至 DB-08， 8个分库，如下图所示：

扩容时，我们将按照2的倍数进行扩容。假设当前计划扩容一倍，根据“删、删、删”的原则，我们采取以下步骤：

1.用 MySQL Instance 01 与 MySQL Instance02 分别各做一个镜像，并用镜像启动对应的新的 MySQL 实例，分别作为 MySQL Instance 03 和 MySQL Instance 04；

2.修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 03 和 MySQL Instance 04 的信息；
• 在配置表 split_table_info 中：

1. 将所有database_name 字段为 DB-03 和 DB-04的数据，对应的 server_id 改为 MySQL Instance 03 的 server_id；
2. 将所有database_name 字段为 DB-07 和 DB-08的数据，对应的 server_id 改为 MySQL Instance 04 的 server_id；

• 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3.删！

• 在MySQL Instance 01上，直接删除数据库DB-03 和 DB-04；
• 在MySQL Instance 02上，直接删除数据库DB-07 和 DB-08；
• 在MySQL Instance 03上，直接删除数据库DB-01 和 DB-02；
• 在MySQL Instance 04上，直接删除数据库DB-05 和 DB-06。

完毕！

                                                               2倍实例拆分后示意图

如此下去，可扩至单实例单库。如下图所示：

到目前为止，仅为实例和库的处理。只要一个库内还有多张表，单实例单库，并不是 DBProxy 2倍快速扩容的尽头。

库拆分

当实例拆分达到尽头，已处于单实例单库的阶段时，再次扩容就进入了库拆分的阶段。我们以 MySQL Instance 01 和 DB-01 为例，讲述如何进行库的拆分。

假设经多次扩容后，MySQL Instance 01 上仅有唯一个库 DB-01，DB-01 中有四个数据表：Table-01 至 Table-04，如下图所示：

此时，我们需要对该实例继续进行2倍扩容。根据“删、删、删”的原则，我们采取以下步骤：

1.用 MySQL Instance 01 制作一个镜像，并用镜像启动新的 MySQL 实例，作为 MySQL Instance 01-2；

2.修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 1-2 的信息；
• 配置表split_table_info 中，将 Table-03 和Table-04 对应的 server_id 改为 MySQL Instance 01-2 的 server_id；
• 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3.删！

• 在MySQL Instance 01的DB-01中，直接删除数据表Table-03 和 Table-04；
• 在MySQL Instance 01-2的DB-01中，直接删除数据库Table-01 和 Table-02。

完毕！

                                                      2倍扩容拆分后示意图

如此下去，可扩至单实例单库单表。如下图所示：

当扩展到单实例单库单表时，2倍扩容的结构拆分阶段达到尽头，之后的扩容，将直接进入数据拆分阶段。

数据拆分

当结构拆分来到尽头，已处于单实例单库单表的阶段时，再次扩容就进入了数据拆分的阶段。此时我们继续以上文的情况为例。上文已扩展到单实例单库单表，如下图所示：

此时我们继续进行2倍扩容。

根据“删、删、删”的原则，我们采取以下步骤：

1.MySQL Instance 01、MySQL Instance01-2、MySQL Instance01-3、MySQL Instance01-4 分别各做一个镜像，并用镜像启动对应的新的 MySQL实例，分别作为MySQL Instance 01-5、MySQL Instance01-6、MySQL Instance01-7、MySQL Instance01-8；

2.修改 DBProxy 的配置库：

• 配置表 server_info 中增加 MySQL Instance 01-5 至 MySQL Instance 01-8 的信息；
• 修改配置表 table_info中Table 对应的 table_count，将count值从N改为2N（原值2倍）；
• 在配置表split_table_info 中，增加 Table-N-1 至 Table N + 4 的信息，其 server_id 分别对应 MySQL Instance 01-5、MySQL Instance01-6、MySQL Instance01-7、MySQL Instance01-8 的 server_id；
• 通知 DBProxy 重新加载配置库；

3.删！

• 在 Table-01 中，删除 key 为 N 对应的数据；
• 在 Table-02 中，删除 key 为 N+1 对应的数据；
• 在 Table-03 中，删除 key 为 N+2 对应的数据；
• 在 Table-04 中，删除 key 为 N+3 对应的数据；
• 在 Table-N+1 中，删除 key 为 0 对应的数据；
• 在 Table-N+2 中，删除 key 为 1 对应的数据；
• 在 Table-N+3 中，删除 key 为 2 对应的数据；
• 在 Table-N+4 中，删除 key 为 3 对应的数据；

完毕！

                                                                             2倍扩容并进行数据拆分后示意图

此后，对于后续的扩容需求，继续按照数据拆分扩容即可。

结语

以上便是在常见的分库分表情形下，如何通过删数据的方式进行数据库扩容的具体流程。根据多年的经验积累，拥有千万级用户的社交网络及全球互联的大型游戏企业，后端数据库扩容一般不超过40分钟。其中80%以上的时间消耗在数据库镜像生成和启动上，实际扩容时间仅需要5分钟左右。