在业务高速发展的过程中，单库单表的MySQL架构往往会成为系统性能的瓶颈。将单库迁移到分库分表架构是一种常见的扩展方案，但如何在保证业务连续性的前提下完成这一迁移是一个挑战。以下是不停机迁移的几种主要方案：
一、基于双写的迁移方案
1. 双写方案原理
双写方案是指在迁移期间，应用程序同时向旧库和新库写入数据，确保数据的一致性。
2. 实施步骤
准备阶段：
- 设计分库分表方案，确定分片键和分片规则
- 搭建新的分库分表环境
- 修改应用程序，支持双写逻辑
历史数据迁移：
- 使用工具（如Percona XtraBackup）创建源数据库的物理备份
- 将备份数据按照分片规则导入到目标分库分表中
- 验证历史数据的完整性和一致性
双写阶段：
- 修改应用程序，所有写操作同时写入旧库和新库
- 读操作仍从旧库读取
- 监控新库数据是否与旧库一致
切换阶段：
- 确认新库数据与旧库一致后，将读操作切换到新库
- 停止双写，完全使用新库
3. 优缺点
优点：
- 实现相对简单，直观
- 可以完全控制迁移过程
缺点：
- 需要修改应用代码
- 存在分布式事务一致性问题
- 双写会增加系统负担
二、基于CDC（变更数据捕获）的迁移方案
1. 使用Canal等工具实现
基于MySQL的binlog机制，通过Canal等工具捕获数据变更并同步到新库。
2. 实施步骤
准备阶段：
- 设计分库分表方案
- 搭建新的分库分表环境
- 部署Canal等CDC工具
全量数据迁移：
- 使用工具（如mysqldump）导出全量数据
- 根据分片规则将数据导入到目标分库分表
增量数据同步：
- 配置Canal监听MySQL的binlog
- 解析binlog并将变更数据按分片规则写入新库
- 确保数据一致性
切换阶段：
- 验证新库数据与旧库一致
- 将应用程序的连接切换到新库
- 停止增量同步
3. 优缺点
优点：
- 无需修改应用代码
- 对业务影响小
- 基于事务日志，数据一致性有保障
缺点：
- 配置相对复杂
- 依赖binlog格式和配置
- 可能存在少量延迟
三、使用影子表方案
1. 原理
在同一个数据库中创建新的分表结构（影子表），通过触发器等机制保持数据同步。
2. 实施步骤
创建影子表：
- 在原数据库中创建新的分表结构
- 设置触发器，将对原表的操作同步到影子表
数据迁移：
- 批量将原表数据复制到影子表
- 使用INSERT IGNORE语法处理可能的冲突
切换表：
- 使用RENAME TABLE语句快速切换表名
- 删除触发器和旧表
3. 优缺点
优点：
- 切换过程快速，几乎无感知
- 不需要修改应用代码
缺点：
- 只适用于分表，不适用于分库
- 对数据库资源消耗较大
- 触发器可能影响性能
四、使用专业工具和中间件
1. Vitess
Vitess是YouTube开发的MySQL数据库集群系统，专为大规模部署设计。
特点：
- 提供在线分片功能
- 支持水平扩展
- 对应用透明，无需修改应用代码
- 提供统一的查询接口
2. 实施步骤
- 部署Vitess集群
- 定义Keyspace（逻辑数据库）
- 使用MoveTables工作流在不停机的情况下迁移表
- 切换应用连接到Vitess
3. 其他工具
- DTS（数据传输服务）：云厂商提供的数据迁移服务
- Mycat：开源的分库分表中间件
- ShardingSphere：Apache开源的分布式数据库中间件生态
五、迁移过程中的注意事项
数据一致性验证：
- 开发验证工具，确保源库和目标库数据一致
- 定期对比数据校验和
性能监控：
- 监控迁移过程中的系统资源使用情况
- 控制迁移速度，避免影响线上业务
回滚方案：
- 制定详细的回滚计划
- 在切换前进行充分测试
业务影响评估：
- 评估分库分表对业务查询的影响
- 调整查询逻辑，适应分库分表架构
分布式事务处理：
- 考虑跨库事务的处理方案
- 可能需要引入分布式事务框架
总结
不停机迁移MySQL单库到分库分表架构是一项复杂的工程，需要根据业务特点和技术栈选择合适的方案。无论选择哪种方案，都需要充分的准备、测试和监控，以确保迁移过程的平稳和数据的一致性。在实际操作中，往往会结合多种方案，如先使用CDC工具进行数据同步，再通过双写保证切换期间的数据一致性。
最后，分库分表会带来一系列复杂性和性能损耗，应该在确实有必要的情况下才考虑实施，避免过度设计和过早优化。