資料庫分片（Sharding）策略有哪些？各自的優缺點為何？

資料庫分片（Sharding）

什麼是 Sharding？

將資料水平分割，分散至多個資料庫節點（shard），每個 shard 儲存資料的子集。

分片策略

1. Range-based Sharding（範圍分片）

依值範圍分配（如 user_id 1-100000 → shard1） ✅ 範圍查詢效率高 ❌ 可能造成熱點（如 ID 增長集中在最新 shard）

2. Hash-based Sharding（雜湊分片）

shard = hash(key) % N ✅ 資料均勻分佈，避免熱點 ❌ 範圍查詢需掃描所有 shard；擴展 shard 數量時需要大量資料遷移

3. Directory-based Sharding（目錄分片）

維護一張查詢表（lookup table）記錄 key → shard 的映射 ✅ 靈活，可動態調整 ❌ lookup table 本身是瓶頸，需 HA 設計

挑戰

• 跨 shard JOIN：需應用層聚合，效率低
• 分散式交易：ACID 難以保證，通常降為最終一致性
• 擴展：增加 shard 需要 resharding（資料遷移）

替代方案

考慮先使用 垂直分片（分庫，按業務切分）或讀寫分離，Sharding 是最後手段。