分片

習題預習

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給我5題Shard的中文問題

ChatGPT answer:
  1. Shard是什麼?
  2. Shard如何幫助分布式系統的擴展性?
  3. 如何在Shard之間分配數據?
  4. Shard給系統帶來的優勢有哪些?
  5. 如何確保Shard之間的數據一致性?

說明知識

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以中文說明Shard並舉例

ChatGPT answer:

Shard是指將大型資料庫系統分割成多個較小的子系統,每個子系統都可以獨立地處理資料的存儲和查詢,可以提高資料庫的可伸縮性和效能。

舉例來說,假設有一家銀行的資料庫系統需要處理每日數萬筆交易紀錄,如果全部都存儲在同一個資料庫中,會影響查詢效能並且不利於資料的擴展。因此,該銀行可以將整個系統分割成多個Shard,例如按照地區或客戶類型分割,每個Shard處理自己的資料,並且可以獨立地添加或移除Shard來調整系統的容量。

另一個例子是網路搜尋引擎,例如Google,也使用了Shard來處理海量的網頁索引。Google將數據分割成多個Shard,每個Shard包含一個索引子集,這些Shard可以在不同的伺服器上運行並且可以平行處理多個搜索請求,以提高搜索效能。

彙總重點

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以中文條列Shard的重點

ChatGPT answer:
  1. 分散式資料庫:Shard 是一種分散式資料庫技術,它將資料庫分成多個分片(Shard),每個分片都存儲部份資料。因此,Shard 可以分散資料庫的負載,提高資料庫的效能和可靠性。

  2. 水平切割:Shard 通常是根據資料的某個特定屬性進行水平切割的,例如根據日期、地區、用戶 ID 等。這樣可以使得相關資料存放在同一個分片中,方便進行查詢和管理。

  3. 高可靠性:Shard 可以為資料庫提供高可靠性,因為當某個分片出現問題時,其他分片仍然可以正常運作。此外,Shard 還可以為資料庫提供容錯能力和可擴展性。

  4. 資料一致性:在使用 Shard 技術時,需要考慮如何維護多個分片之間的資料一致性。通常使用複本(Replica)機制或分布式事務(Distributed Transaction)技術實現。

  5. 易於擴展:Shard 技術可以讓資料庫更容易擴展,當資料量增加時,可以輕鬆地添加新的分片來處理更多的資料。此外,分片還可以根據需要進行水平擴展和垂直擴展。

  6. 高效查詢:使用 Shard 技術可以實現高效的查詢,因為相關的資料存放在同一個分片中,可以減少跨多個分片的查詢,提高查詢效率。

  7. 可靠性:Shard 可靠性高,在某個健康狀態不佳的機器被發現後,它們可以自動停用,直到問題解決為止。這樣可以最小化服務中斷的風險,提高可靠性。

知識測驗

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以中文給我5題Shard的中等難度問題,並在後面列出答案

ChatGPT answer:
  1. 有兩個整數列表,找出兩個列表中共同出現的最小值。
    答案:SELECT MIN(shard1.val) FROM shard1 JOIN shard2 ON shard1.val=shard2.val;

  2. 在給定的列表中找到前k個最大的元素(假設k小於列表的長度)。
    答案:SELECT val FROM shard ORDER BY val DESC LIMIT k;

  3. 有一個包含重複元素的列表,找出存在超過n次的元素。
    答案:SELECT val FROM (SELECT val, count(*) as count FROM shard GROUP BY val) as val_count WHERE count>n;

  4. 找出包含最多元素的重複子串(子串不需要連續)。
    答案:SELECT SUBSTRING(shard.str, start, length) as sub_str FROM (SELECT str, SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(str, ‘,’, numbers.n), ‘,’, -1) as val, LENGTH(SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(str, ‘,’, numbers.n), ‘,’, -1)) as length, LOCATE(SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(str, ‘,’, numbers.n), ‘,’, -1), str)+1 as start FROM shard,(SELECT @row := @row + 1 as n FROM (select 0 UNION ALL SELECT 1 UNION ALL SELECT 2 UNION ALL SELECT 3) t1 CROSS JOIN (select 0 UNION ALL SELECT 1 UNION ALL SELECT 2 UNION ALL SELECT 3) t2 CROSS JOIN (select @row:=0) t3) numbers WHERE CHAR_LENGTH(str)-CHAR_LENGTH(REPLACE(str,’,’,’’))>=numbers.n-1) as shards WHERE LENGTH(sub_str)>=2 GROUP BY sub_str ORDER BY COUNT(*) DESC LIMIT 1;

  5. 找出前k個出現最多的單詞。
    答案:SELECT word, COUNT(*) as count FROM shard GROUP BY word ORDER BY count DESC LIMIT k;