分库分表
在使用关系型数据库时，随着用户数据的不断增大，单表的数据大小可能超过 1000w 或者 1000G 而出现索引膨胀。单机数据库的存储容量、连接数和处理能力也很难满足需求。在使用主从复制、读写分离、优化查询和索引后如果仍然达不到要求，就需要考虑数据库的切分（Sharding），切分角度主要有水平和垂直，方式主要为分表和分库。
分表
分表就是将一个表的数据分布在多个表中，查询时我们查询一个表就可以。单表数据量很大会影响数据库的执行性能，当数据到达几百万时通常就需要考虑分表。例如将表中的数据按照用户 ID 来分表，单个用户的数据就放在一个表中，操作时只操作这一张表就可以，并且可以控制每个表的数据记录在一个可以控制的范围内。
分库
分库就是将一个数据库的数据拆分到多个库中，访问的时候只访问一个数据库即可。
切分后出现的问题
事务一致性的问题
可以使用分布式事务来解决，例如 XA 接口。
连接（join）问题
可以将可以将原来的连接分解成多个单表查询，然后在用户程序中进行连接。
ID 唯一性问题
可以使用全局唯一 ID（GUID）或者为每一个分片指定一个 ID 范围，也可以使用分布式 ID 生成器生成 ID。
水平切分
水平切分从横向的角度将一个表的数据分布到多个表中，但是每个表的结构都相同，所有表中的数据合起来就是全部数据。水平切分可以将数据均匀放更多的库里，然后用多个库来抗更高的并发，还有就是用多个库的存储容量来进行扩容。
水平切分解决了单表数据量多大的问题，提升了系统稳定性和负载能力，并且应用端的改造小，无需拆分业务模块。但是水平切分的数据扩展难度和维护量较大。
范围切分
按照一定的范围去切分。例如按照 ID 区间，将 userId 为 1~9999 的记录分到第一个库，10000~20000 的分到第二个库，以此类推。
范围切分的优点在于：1、单表数据量可控；2、由于是顺序存储，天然适合水平扩展，后期如果想对整个分片集群扩容时，只需要添加节点即可，无需对其他分片的数据进行迁移。3、使用分片字段进行范围查找时，连续分片可快速定位分片进行快速查询，有效避免跨分片查询的问题。但是范围切分会出现冷热数据，热点数据会成为性能瓶颈。例如按时间字段分片，有些分片存储最近时间段内的数据，可能会被频繁的读写。
Hash 取模切分
即采用 hash 取模 mod 来切分。例如将 Customer 表根据 cusno 字段切分到 4 个库中，余数为 0 的放到第一个库，余数为 1 的放到第二个库，以此类推。这样同一个用户的数据会分散到同一个库中，如果查询条件带有 cusno 字段，则可明确定位到相应库去查询。
Hash 取模切分的优点是数据分片比较均匀，不会出现热点和并发访问的瓶颈。但是在后期分片集群扩容时，需要迁移旧的数据，也容易出现跨分片查询的复杂问题。
垂直切分
垂直拆分是从纵向的角度，把一个有很多字段的表拆分为多个表，或者是多个库。拆分后每个表的结构都不相同，但都包含了原表的部分字段。一般来说，会将访问频率较高的字段放到一个表中，然后将访问频率较低的字段放入另外的表中。访问频率高的字段越少，使用缓存时就可以缓存更多的行，数据库的性能就更好。垂直切分也可以分为垂直分库和垂直分表。
垂直切分可以降低业务层面的耦合。在高并发场景下，垂直切分一定程度上还可以提升 I/O、数据连接数等性能。但是垂直切分后，部分表可能无法关联，只能通过接口聚合解决，会提升开发的复杂度。垂直切分也没有解决单表数据量过大的情况。
垂直分库
垂直分库就是根据业务耦合性，将关联度低的不同表存储在不同的数据库。做法与大系统拆分为多个小系统类似，按业务分类进行独立划分。与”微服务治理”的做法相似，每个微服务使用单独的一个数据库。（例如 如用户 User 一个库，商品 Producet 一个库，订单 Order 一个库）。
垂直分表
垂直分表是针对列进行的。如果某个表的字段较多，可以把不常用的字段或者长度较长的字段拆分到一张新的扩展表中。在字段较多的情况下，通过“大表拆小表”，更有利于维护与开发，也能避免跨页问题（一致性、排序等问题）。MySQL 底层是通过数据页存储的，一条记录占用空间过大会导致跨页，造成额外的性能开销。另外数据库以行为单位将数据加载到内存中，这样表中字段长度较短且访问频率较高，内存能加载更多的数据，命中率更高，减少了磁盘 IO，从而提升了数据库性能。
支持分库分表的中间件
常见的有：
- cobar
- sharding-jdbc
- mycat
cobar：阿里 b2b 团队开发和开源的，属于 proxy 层方案。早些年还可以用，但是近几年未更新。不支持读写分离、存储过程、跨库 join 和分页等操作。
sharding-jdbc：当当开源的，属于 client 层方案。SQL 语法支持比较多，没有太多限制，支持分库分表、读写分离、分布式 id 生成、柔性事务（最大努力送达型事务、TCC 事务）。
mycat：基于 cobar 改造的，属于 proxy 层方案，支持的功能非常完善，而且目前非常火且不断流行。