Phân mảnh cơ sở dữ liệu là một kỹ thuật được sử dụng trong lĩnh vực quản lý cơ sở dữ liệu và khả năng mở rộng để phân phối dữ liệu trên nhiều phân vùng vật lý hoặc phân đoạn, có thể được lưu trữ trên nhiều máy chủ, trung tâm dữ liệu hoặc vị trí địa lý. Bằng cách phân vùng theo chiều ngang một tập dữ liệu lớn thành các phần nhỏ hơn và dễ quản lý hơn, phân mảnh cơ sở dữ liệu sẽ cải thiện hiệu suất, tính khả dụng và khả năng chịu lỗi. Cách tiếp cận này đặc biệt phù hợp trong bối cảnh các ứng dụng web hiện đại phải xử lý lượng lớn dữ liệu và người dùng đồng thời, giống như những ứng dụng được phát triển bằng nền tảng no-code AppMaster mạnh mẽ.
Trong những năm gần đây, các hệ thống cơ sở dữ liệu đã phát triển từ kiến trúc nguyên khối sang kiến trúc phân tán, có khả năng mở rộng cao. Sự chuyển đổi này được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng theo cấp số nhân về dữ liệu và nhu cầu của người dùng, cùng với những tiến bộ trong công nghệ phần cứng và mạng. Để đối phó với sự thay đổi này, các nhà phát triển thường sử dụng các kỹ thuật quản lý cơ sở dữ liệu nâng cao như phân mảnh cơ sở dữ liệu để đảm bảo khả năng mở rộng cũng như hiệu suất và độ tin cậy tối ưu.
Phân mảnh về cơ bản khác với phân vùng dọc, bao gồm việc tách biệt cơ sở dữ liệu bằng cách chia các bảng thành các thực thể nhỏ hơn chứa các tập hợp cột không chồng chéo. Ngược lại, phân đoạn cho phép phân phối các hàng hoàn chỉnh từ một bảng duy nhất trên nhiều phân đoạn. Việc phân vùng tập dữ liệu này cho phép xử lý song song, giúp giảm đáng kể thời gian chờ đợi của người dùng. Hơn nữa, phân mảnh cơ sở dữ liệu cho phép phân phối khối lượng công việc theo cách minh bạch đối với lớp ứng dụng, từ đó cho phép tích hợp liền mạch với các giải pháp phần mềm hiện có.
Một nguyên tắc chính đằng sau việc phân chia cơ sở dữ liệu là việc lựa chọn khóa phân đoạn thích hợp. Khóa phân đoạn xác định cách dữ liệu được phân vùng và phân phối, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả tổng thể của hệ thống. Một số yếu tố phải được xem xét khi chọn khóa phân đoạn, bao gồm các mẫu truy vấn, phân phối dữ liệu và cân bằng phân đoạn. Khóa phân đoạn hiệu quả sẽ giảm thiểu số lượng truy vấn phân đoạn chéo vì chúng dẫn đến độ trễ cao hơn đáng kể và giảm hiệu suất. Ngoài ra, khóa phân đoạn phải đảm bảo phân phối đồng đều dữ liệu và khối lượng công việc trên tất cả các phân đoạn để tránh sự mất cân bằng và tắc nghẽn tiềm ẩn.
Khi được triển khai chính xác, phân mảnh cơ sở dữ liệu sẽ mang lại một số lợi ích. Chúng bao gồm khả năng mở rộng nâng cao, vì việc thêm phân đoạn mới có thể cải thiện cả hiệu suất đọc và ghi. Phân đoạn cũng cải thiện tính khả dụng vì lỗi của một phân đoạn không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Tính năng dự phòng tích hợp này có thể được kết hợp với tính năng sao chép dữ liệu, tăng cường hơn nữa khả năng phục hồi của hệ thống. Hơn nữa, sharding có thể giúp tiết kiệm chi phí vì nó cho phép sử dụng phần cứng thông thường thay vì các máy chủ chuyên dụng, đắt tiền.
Bất chấp những ưu điểm này, việc phân chia cơ sở dữ liệu cũng đặt ra những thách thức nhất định. Chúng bao gồm nhu cầu về cơ sở hạ tầng phức tạp hơn và nỗ lực bảo trì cao hơn. Ngoài ra, tính nhất quán của dữ liệu có thể là một mối quan tâm, đặc biệt trong trường hợp nhiều phân đoạn phải được cập nhật đồng thời. Việc đảm bảo tính nhất quán mạnh mẽ trong môi trường phân tán có thể cần phải triển khai các thuật toán nâng cao, chẳng hạn như các giao thức đồng thuận hoặc cam kết hai pha như Paxos hoặc Raft.
Trong bối cảnh nền tảng AppMaster, phân mảnh cơ sở dữ liệu có thể là một thành phần quan trọng trong việc đảm bảo khả năng mở rộng, hiệu suất và độ tin cậy của các ứng dụng do người dùng phát triển. Khi nền tảng AppMaster tạo ứng dụng từ đầu, nó sẽ loại bỏ nợ kỹ thuật, cho phép các nhà phát triển tập trung vào việc thiết kế và triển khai các chiến lược bảo vệ cần thiết để đáp ứng các yêu cầu riêng của họ. Với sự hỗ trợ cho mọi cơ sở dữ liệu tương thích với PostgreSQL làm cơ sở dữ liệu chính, AppMaster có thể tích hợp liền mạch với nhiều giải pháp sharding, giúp các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng web, thiết bị di động và phụ trợ có khả năng mở rộng và hiệu quả.
Các nhà phát triển có thể tận dụng tài liệu API toàn diện của AppMaster, tập lệnh di chuyển lược đồ cơ sở dữ liệu và khả năng tạo mẫu nhanh để thiết kế, thử nghiệm và triển khai các chiến lược phân chia một cách hiệu quả. Môi trường cộng tác của AppMaster cho phép chia sẻ nhanh chóng các phương pháp hay nhất và kiến thức chuyên môn giữa các nhà phát triển, hỗ trợ thêm cho việc triển khai thành công các chiến lược bảo vệ trong các ứng dụng quy mô doanh nghiệp, tải cao.
Tóm lại, phân mảnh cơ sở dữ liệu là một kỹ thuật mạnh mẽ để đảm bảo khả năng mở rộng, hiệu suất và độ tin cậy của các ứng dụng phần mềm hiện đại. Bằng cách phân phối dữ liệu trên nhiều phân đoạn, nhà phát triển có thể tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, giảm chi phí và đảm bảo khả năng chịu lỗi. Thông qua cơ sở hạ tầng mạnh mẽ và hỗ trợ linh hoạt cho cơ sở dữ liệu tương thích với PostgreSQL, nền tảng AppMaster trao quyền cho các nhà phát triển thiết kế và triển khai các chiến lược phân chia hiệu quả, giúp họ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng web, thiết bị di động và phụ trợ hiện đại.
