MySQL垂直分区与水平分区的优劣势

在本文中，我们将介绍MySQL数据库中垂直分区和水平分区的基本概念、用途及其优劣势。数据库分区是一种将数据库表分解成更小、更可管理的部分的技术，而垂直分区和水平分区是两种主要分区方法。

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垂直分区

垂直分区是指按列将数据表划分成较小的表，每个表都具有不同的列并存储记录。这种方法可以帮助优化查询性能，减少读取磁盘的数据量。在垂直分区中，将经常访问的列分为一组，并将不常用的列分为另一组。最常见的实现方法是将经常使用的列（如ID、名称、日期等）分为一个表，而较少使用的列（如大文本、高清照片等）则分为另一个表。

举个例子，假设我们有一个包含大量的数据表，其中每行包含ID、日期、名字、姓氏、答案1、答案2、答案3等列。如果我们知道答案1-3只有少数查询会被执行，就可以在垂直分区中将它们放置在不同的表中，而不影响整个表的性能。这就是垂直分区的优点之一：更小的表能够优化查询速度。

但是，垂直分区也有缺点。首先，由于数据不容易分散在表上，因此如果表格需要自我扩展，这种分区也可能变得无效。如果我们需要添加大量信息（例如，我们决定记录照片），我们将不得不重新设计表格结构并重写应用程序。其次，由于表之间的列通常是外键和联接关系，因此管理垂直分区的数据结构可能会变得复杂。

水平分区

水平分区是指将单个数据表中的行分成一些较小的表。这种方法需要根据特定属性对数据表进行分割，例如用户ID、日期、城市等。在水平划分中，相似的片段被分配给相同的表。这种方法带来的优势是可以提高数据备份/恢复等操作的效率，同时提高了查询速度，因为只有一部分数据被读取。

举个例子，假设我们有一个包含许多数据的单个表，其中包括用户ID、名字、姓氏、电子邮件、电话、地址等字段。如果我们知道我们在搜索用户ID和城市时需要使用此表，并且我们有许多用户ID和城市可以扫描（如城市美国的所有用户），那么一个更有效的方法是水平分割表。我们可以将用户按城市切分为不同的“区域”表，这样可以加速查询和避免单个表变得过于复杂。

然而，水平分区也具有一些缺陷。对于许多类型的查询，需要使用连续的数据。如果数据分散在不同的表中，则可能需要额外的连接操作，这可能会导致性能问题。此外，分割表通常需要更多的内存和磁盘空间，因为每个表都需要维护索引、统计信息和其他元数据。

竖直分区与水平分区的对比

在具体应用中，选择合适的分区方法可以更好地利用硬件和系统资源，提高数据库系统的效率。垂直分区与水平分区的优劣势基本相反，以下是它们的对比：

查询效率

垂直分区可以减少表格的大小，从而提高查询效率。例如，在一个大型表格中，有些列很少用到，而其他列经常用到。如果将少用的列移除到新表格中，就可以减少读取硬盘的数据量。因此，垂直分区对于查询经常使用的列非常有用。

水平分区也可以提高查询效率。它可以将数据按特定属性划分为区域，不同的查询可以被发送到不同的区域，从而加快查询速度。所以，水平分区在查询不同数据类别时更为有效。

数据维护

在分区表格时，需要特别考虑数据维护问题。垂直分区可能更容易维护，因为所有列都在同一个表格中，管理起来更容易。

水平分区涉及多个表格，需要更多的监测并进行协调，如：需要监测不同的表格，这些表格中的数据是否有冗余或者过时的问题。

扩展性

垂直分区扩展性较差，当表格需要增加新列或更高的存储需求，需要重新设计数据架构。这可能会导致操作很复杂，并且较难扩展。

水平分区可扩展性高，可以增加更多的区域以便保存更多的数据。当存储需求增加时，可以在一个现有区域中添加或者创建新的区域。

数据安全性

分区中的单个表格拥有独立的访问控制，从而可以更好地管理和保护数据的安全性。

根据上述对比，可以看到垂直分区更适合用来优化查询，而水平分区适用于增加可扩展性和提高查询效率。同时，注意到二者缺点——需要更多的注重管理数据、更复杂的复杂的协同和更多监测；分区后的部分，如以区域为单位的表的数据查询等，需要进行额外的连接操作，可能会导致性能问题；增加分区的数量会产生额外的磁盘和内存消耗，因为每个表都需要维护索引、统计信息和其他元数据。