以下是基于亿级分库分表丝滑扩容与双写灰度设计方案，结合架构图与核心流程说明：

一、总体设计目标

1. 零停机：业务无感知，服务持续可用。
2. 数据一致性：迁移过程不丢数据，双写无冲突。
3. 灰度可控：按比例逐步切流，支持快速回滚。
4. 自动化：减少人工干预，平台化操作。

二、丝滑扩容方案（分库分表动态扩缩容）

1. 架构图

+---------------------+
|   应用层             |
|  +----------------+ |
|  | 分库分表中间件   |←→ 配置中心（路由规则）|
|  +----------------+ |
+----------↑-----------+
           |
+----------↓-----------+
|   数据同步层          |
|  +----------------+ |
|  | 增量数据双写     |←→ 新/旧分片库       |
|  | 全量迁移工具     |    （Binlog监听）    |
|  +----------------+ |
+---------------------+

2. 扩容步骤

1. 预分片与路由规则预热：

扩容前：将逻辑分片数（如1024）扩展为物理分片数（如2048），但新分片暂时无数据。

路由规则：通过配置中心动态更新分片算法，例如一致性哈希或范围分片，支持新旧分片共存。

2. 全量数据迁移：

工具选型：使用DataX或自研工具，按分片键从旧库迁移历史数据到新库。

并行迁移：分片级并发迁移，控制速率避免对线上库造成压力。

3. 增量数据双写：

双写开关：通过配置中心动态开启双写，写入旧库的同时异步写入新库。

数据一致性：

顺序写入：保证同一行数据的双写顺序（如先旧库后新库）。

幂等设计：新库写入需支持幂等（如唯一键去重）。

4. 数据校验与补偿：

校验工具：对比新旧库的数据差异（如行数、关键字段）。

差异修复：自动触发补偿任务修复缺失数据。

5. 读流量灰度切换：

读策略：逐步将读请求从旧库切至新库（如10%→50%→100%）。

熔断机制：若新库异常，自动回切读请求到旧库。

6. 旧库下线：

数据归档：旧库数据保留一定时间后归档或删除。

资源回收：释放旧库服务器资源。

三、双写灰度方案

1. 双写架构图

+---------------------+
|   应用层             |
|  +----------------+ |
|  | 分库分表中间件   |←→ 双写配置（比例、开关）|
|  +----↑----↑-------+ |
+-------|----|---------+
        |    |
+-------↓----↓---------+
| 旧分片库   新分片库    |
+---------------------+

2. 灰度流程

1. 双写开关控制：

配置中心：动态控制双写开关（全量双写/部分双写/关闭双写）。

流量比例：按用户ID、业务类型等维度切分流量（如1%请求双写）。

2. 双写逻辑实现：

同步写旧库：主流程同步写入旧库。

异步写新库：通过消息队列（如RocketMQ）异步写入新库，降低主链路延迟。

异常处理：记录失败写入任务，定时重试。

3. 数据一致性保障：

最终一致性：依赖异步补偿任务修复数据。

实时比对：通过监听Binlog实时对比新旧库数据差异。

4. 灰度验证与放量：

监控指标：观察新库的QPS、延迟、错误率。

逐步放量：从1%逐步提升至100%双写流量。

5. 回滚方案：

关闭双写：立即停止写入新库。

数据回滚：删除新库中灰度期间写入的数据（根据时间戳或版本号）。

四、关键技术点

1. 分片路由策略：

一致性哈希：减少扩容时的数据迁移量。

动态路由表：通过配置中心实时更新路由规则。

2. 数据同步工具：

全量迁移：DataX分片并行抽取。

增量同步：基于Binlog（如Canal）实时同步。

3. 双写幂等性：

唯一键冲突处理：使用INSERT IGNORE或ON DUPLICATE KEY UPDATE。

版本号控制：每条数据携带版本号，避免旧数据覆盖新数据。

4. 自动化运维平台：

一键扩缩容：集成迁移、双写、校验流程。

监控大盘：实时展示迁移进度、双写延迟、数据差异。

五、方案核心总结

六、典型架构图示例

[应用层] → [分库分表中间件] → {旧库集群（分片1-N）}
                   ↓
              [双写模块] → [消息队列] → [新库集群（分片N+1-M）]
                   ↓
              [数据校验服务] ←→ [监控告警平台]

通过以上方案，可实现10亿级数据分库分表的平滑扩容与双写灰度，兼顾性能与可靠性。