预见猿份
主题
首页面试题在线工具关于我们老苗一对一私教学员评价
实战项目
项目前置基础创新WMS项目Java微服务框架与实战云岚到家项目闪聚支付项目学成在线项目青橙电商项目JVM原理与实战调优分布式事务专题Java高频面试题MySQL从入门到精通Java数据结构与算法老苗一对一私教学员评价blog
blog
  • MySQL 从入门到精通|企业级数据库实战课程

    • 课程介绍
    • MySQL基础
    • MySQL原理/优化
    • MySQL分库分表/读写分离







----- 到底线了 -----

×

欢迎来到预见猿份,本站项目均为站长原创,学习中有问题可直接提交给站长老苗解决(微信:mrt_0607)。

苗润土老师,20余年一线项目经验,2014年加入黑马,星辰wms、云岚到家、学成在线项目作者,历任高级讲师、教学主管及课程研究员。 b站老苗

MySQL分库分表/读写分离 ​

1. 日志 ​

1.1 错误日志 ​

错误日志是 MySQL 中最重要的日志之一,它记录了当 mysqld 启动和停止时,以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时,建议首先查看此日志。

该日志是默认开启的,默认存放目录 /var/log/,默认的日志文件名为 mysqld.log 。查看日志位置:

sql
show variables like '%log_error%';
1

img_001

1.2 二进制日志 ​

1.2.1 介绍 ​

二进制日志(BINLOG)记录了所有的 DDL(数据定义语言)语句和 DML(数据操纵语言)语句,但不包括数据查询(SELECT、SHOW)语句。

作用:①. 灾难时的数据恢复;②. MySQL的主从复制。在MySQL8版本中,默认二进制日志是开启着的,涉及到的参数如下:

sql
show variables like '%log_bin%';
1

img_002

img_003

参数说明:

  • log_bin_basename:当前数据库服务器的binlog日志的基础名称(前缀),具体的binlog文件名需要在该basename的基础上加上编号(编号从000001开始)。
  • log_bin_index:binlog的索引文件,里面记录了当前服务器关联的binlog文件有哪些。

1.2.2 格式 ​

MySQL服务器中提供了多种格式来记录二进制日志,具体格式及特点如下:

日志格式含义
STATEMENT基于SQL语句的日志记录,记录的是SQL语句,对数据进行修改的SQL都会记录在
日志文件中。
ROW基于行的日志记录,记录的是每一行的数据变更。(默认)
MIXED混合了STATEMENT和ROW两种格式,默认采用STATEMENT,在某些特殊情况下会
自动切换为ROW进行记录。
sql
show variables like '%binlog_format%';
1

img_004

如果我们需要配置二进制日志的格式,只需要在 /etc/my.cnf 中配置 binlog_format 参数即可。

1.2.3 查看 ​

由于日志是以二进制方式存储的,不能直接读取,需要通过二进制日志查询工具 mysqlbinlog 来查看,具体语法:

sql
mysqlbinlog  [ 参数选项 ]  logfilename
参数选项:
-d      指定数据库名称,只列出指定的数据库相关操作。
-o      忽略掉日志中的前n行命令。
-v      将行事件(数据变更)重构为SQL语句
-vv     将行事件(数据变更)重构为SQL语句,并输出注释信息
1
2
3
4
5
6

1.2.4 删除 ​

对于比较繁忙的业务系统,每天生成的binlog数据巨大,如果长时间不清除,将会占用大量磁盘空间。可以通过以下几种方式清理日志:

指令含义
reset master删除全部 binlog 日志,删除之后,日志编号,将
从 binlog.000001重新开始
purge master logs to
'binlog.*'
删除 * 编号之前的所有日志
purge master logs before
'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'
删除日志为 "yyyy-mm-dd hh24:mi:ss" 之前
产生的所有日志

也可以在mysql的配置文件中配置二进制日志的过期时间,设置了之后,二进制日志过期会自动删除。

sql
show variables like '%binlog_expire_logs_seconds%';
1

1.3 查询日志 ​

查询日志中记录了客户端的所有操作语句,而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下,查询日志是未开启的。

img_005

如果需要开启查询日志,可以修改MySQL的配置文件 /etc/my.cnf 文件,添加如下内容:

ini
#该选项用来开启查询日志 , 可选值 : 0 或者 1 ; 0 代表关闭, 1 代表开启
general_log=1
#设置日志的文件名 , 如果没有指定, 默认的文件名为 host_name.log
general_log_file=mysql_query.log
1
2
3
4

开启了查询日志之后,在MySQL的数据存放目录,也就是 /var/lib/mysql/ 目录下就会出现mysql_query.log 文件。之后所有的客户端的增删改查操作都会记录在该日志文件之中,长时间运行后,该日志文件将会非常大。

1.4 慢查询日志 ​

慢查询日志记录了所有执行时间超过参数 long_query_time 设置值并且扫描记录数不小于min_examined_row_limit 的所有的SQL语句的日志,默认未开启。long_query_time 默认为10 秒,最小为 0, 精度可以到微秒。

如果需要开启慢查询日志,需要在MySQL的配置文件 /etc/my.cnf 中配置如下参数:

ini
#慢查询日志
slow_query_log=1
#执行时间参数
long_query_time=2
1
2
3
4

默认情况下,不会记录管理语句,也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以使用log_slow_admin_statements和 更改此行为 log_queries_not_using_indexes,如下所述。

ini
#记录执行较慢的管理语句
log_slow_admin_statements =1
#记录执行较慢的未使用索引的语句
log_queries_not_using_indexes = 1
1
2
3
4

上述所有的参数配置完成之后,都需要重新启动MySQL服务器才可以生效。

2. 主从复制 ​

2.1 概述 ​

主从复制是指将主数据库的 DDL 和 DML 操作通过二进制日志传到从库服务器中,然后在从库上对这些日志重新执行(也叫重做),从而使得从库和主库的数据保持同步。

MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制, 从库同时也可以作为其他从服务器的主库,实现链状复制。

img_006

MySQL 复制的优点主要包含以下三个方面:

  • 主库出现问题,可以快速切换到从库提供服务。
  • 实现读写分离,降低主库的访问压力。
  • 可以在从库中执行备份,以避免备份期间影响主库服务。

2.2 原理 ​

MySQL主从复制的核心就是 二进制日志,具体的过程如下:

img_007

从上图来看,复制分成三步:

    1. Master 主库在事务提交时,会把数据变更记录在二进制日志文件 Binlog 中。
    1. 从库读取主库的二进制日志文件 Binlog ,写入到从库的中继日志 Relay Log 。
    1. slave重做中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据。

2.3 搭建 ​

2.3.1 准备 ​

img_008

准备好两台服务器之后,在上述的两台服务器中分别安装好MySQL,并完成基础的初始化准备(安装、密码配置等操作)工作。 其中:

  • 192.168.200.200 作为主服务器master
  • 192.168.200.201 作为从服务器slave

2.3.2 主库配置 ​

    1. 修改配置文件 /etc/my.cnf
bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,默认为1
server-id=1
#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=0
#忽略的数据, 指不需要同步的数据库
#binlog-ignore-db=mysql
#指定同步的数据库
#binlog-do-db=db01
1
2
3
4
5
6
7
8
    1. 重启MySQL服务器
bash
systemctl  restart  mysqld
1
    1. 登录mysql,创建远程连接的账号,并授予主从复制权限
bash
#创建itcast用户,并设置密码,该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE  USER  'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456'
;
#为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限
GRANT  REPLICATION  SLAVE  ON  *.*  TO  'itcast'@'%';
1
2
3
4
5
    1. 通过指令,查看二进制日志坐标
sql
show  master  status ;
1

img_009

字段含义说明:

file : 从哪个日志文件开始推送日志文件

position : 从哪个位置开始推送日志

binlog_ignore_db : 指定不需要同步的数据库

2.3.3 从库配置 ​

    1. 修改配置文件 /etc/my.cnf
bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,和主库不一样即可
server-id=2
#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=1
1
2
3
4
    1. 重新启动MySQL服务
bash
systemctl  restart  mysqld
1
    1. 登录mysql,设置主库配置
sql
CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_HOST='192.168.200.200', SOURCE_USER='itcast',
SOURCE_PASSWORD='Root@123456', SOURCE_LOG_FILE='binlog.000004',
SOURCE_LOG_POS=663;
1
2
3

上述是8.0.23中的语法。如果mysql是 8.0.23 之前的版本,执行如下SQL:

sql
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.200', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000004',
MASTER_LOG_POS=663;
1
2
3
参数名含义8.0.23之前
SOURCE_HOST主库IP地址MASTER_HOST
SOURCE_USER连接主库的用户名MASTER_USER
SOURCE_PASSWORD连接主库的密码MASTER_PASSWORD
SOURCE_LOG_FILEbinlog日志文件名MASTER_LOG_FILE
SOURCE_LOG_POSbinlog日志文件位置MASTER_LOG_POS
    1. 开启同步操作
sql
start replica ; #8.0.22之后
start  slave ;  #8.0.22之前
1
2
    1. 查看主从同步状态
sql
show replica  status ;  #8.0.22之后
show  slave  status ;   #8.0.22之前
1
2

img_010

2.3.4 测试 ​

    1. 在主库 192.168.200.200 上创建数据库、表,并插入数据
sql
create database db01;
use db01;
create table tb_user(
id int(11) primary key not null auto_increment,
name varchar(50) not null,
sex varchar(1)
)engine=innodb default charset=utf8mb4;
insert into tb_user(id,name,sex) values(null,'Tom', '1'),(null,'Trigger','0'),
(null,'Dawn','1');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
    1. 在从库 192.168.200.201 中查询数据,验证主从是否同步

3. 分库分表 ​

3.1 什么是分库分表 ​

3.1.1 当前遇到的问题 ​

随着数据的增加,当MySQL单表存储数据达到一定量时其存储及查询性能会下降,在阿里的《Java 开发手册》中提到MySQL单表行数超过 500 万行或者单表容量超过 2GB时建议进行分库分表,分库分表可以简单理解为原来一个表存储数据现在改为通过多个数据库及多个表去存储,这就相当于原来一台服务器提供服务现在改成多台服务器组成集群共同提供服务,从而增加了服务能力。

这里说的500 万行或单表容量超过 2GB并不是定律,只是根据生产经验而言,为什么MySQL单表当达到一定数量时性能会下降呢?我们知道为了提高表的查询性能会增加索引,MySQL在使用索引时会将索引加入内存,如果数据量非常大内存肯定装不下,此时就会从磁盘去查询索引就会产生很多的磁盘IO,从而影响性能,这些和表的设计及服务器的硬件配置都有关,所以如果当表的数据量达到一定程度并且还在不断的增加就需要考虑进行分库分表了。

3.1.2 什么是分库分表 ​

下边通过一个例子来说明什么是分库分表。

下边是一个电商系统的数据库,涉及了店铺、商品的相关业务。

img_011

随着公司业务快速发展,数据库中的数据量猛增,访问性能也变慢了,如何优化呢?

我们可以把数据分散在不同的数据库中,使得单一数据库的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题,从而达到提升数据库性能的目的,如下图:将电商数据库拆分为若干独立的数据库,并且对于大表也拆分为若干小表,通过这种数据库 拆分的方法来解决数据库的性能问题

img_012

分库分表就是为了解决由于数据量过大而导致数据库性能降低的问题,将原来独立的数据库拆分成若干数据库组成

,将数据大表拆分成若干数据表组成,使得单一数据库、单一数据表的数据量变小,从而达到提升数据库性能的目

的。

3.1.3 垂直分表 ​

分库分表包括分库和分表两个部分,在生产中通常包括:垂直分库、水平分库、垂直分表、水平分表四种方式。

下图是商品查询列表:

img_013

用户在浏览商品列表时,只有对某商品感兴趣时才会查看该商品的详细描述。因此,商品信息中商品描述字段访问

频次较低,且该字段存储占用空间较大,访问单个数据IO时间较长;商品信息中商品名称、商品图片、商品价格等 其他字段数据访问频次较高。

由于这两种数据的特性不一样,因此考虑将商品信息表拆分如下:

将访问频次低的商品描述信息单独存放在一张表中,访问频次较高的商品基本信息单独放在一张表中。

img_014

垂直分表是将一个表按照字段分成多表,每个表存储其中一部分字段,比如按冷热字段进行拆分。

垂直分表带来的好处是:充分发挥热门数据的操作效率,商品信息的操作的高效率不会被商品描述的低效率所拖累。

通常我们按以下原则进行垂直拆分:

  1. 把不常用的字段单独放在一张表;
  2. 把text,blob等大字段拆分出来放在附表中;
  3. 经常组合查询的列放在一张表中;

3.1.4 垂直分库 ​

通过垂直分表性能得到了一定程度的提升,但是还没有达到要求,并且磁盘空间也快不够了,因为数据还是始终限制在一台服务器,库内垂直分表只解决了单一表数据量过大的问题,但没有将表分布到不同的服务器上,因此每个 表还是竞争同一个物理机的CPU、内存、网络IO、磁盘。

经过思考,他把原有的SELLER_DB(卖家库),分为了PRODUCT_DB(商品库)和STORE_DB(店铺库),并把这两个库分 散到不同服务器,如下图:

img_015

由于商品信息与商品描述业务耦合度较高,因此一起被存放在PRODUCT_DB(商品库);而店铺信息相对独立,因此 单独被存放在STORE_DB(店铺库)。

垂直分库是指按照业务将表进行分类,分布到不同的数据库上面,每个库可以放在不同的服务器上,它的核心理念 是专库专用,微服务架构下通常会对数据库进行垂直分为,不同业务数据放在单独的数据库中,比如:客户信息数据库、订单数据库等。

它带来的提升是:

1、解决业务层面的耦合,业务清晰

2、能对不同业务的数据进行分级管理、维护、监控、扩展等

3、高并发场景下,垂直分库一定程度的提升IO、降低单机硬件资源的瓶颈。

垂直分库通过将表按业务分类,然后分布在不同数据库,并且可以将这些数据库部署在不同服务器上,从而达到多 个服务器共同分摊压力的效果,但是依然没有解决单表数据量过大的问题。

3.1.5 水平分库 ​

经过垂直分库后,数据库性能问题得到一定程度的解决,但是随着业务量的增长,PRODUCT_DB(商品库)单库存储数据已经超出预估。粗略估计,目前有8w店铺,每个店铺平均150个不同规格的商品,再算上增长,那商品数量得 往1500w+上预估,并且PRODUCT_DB(商品库)属于访问非常频繁的资源,单台服务器已经无法支撑。此时该如何 优化?

再次分库?但是从业务角度分析,目前情况已经无法再次垂直分库。

尝试水平分库,将店铺ID为单数的和店铺ID为双数的商品信息分别放在两个库中。

img_016

也就是说,要操作某条数据,先分析这条数据所属的店铺ID。如果店铺ID为双数,将此操作映射至 RRODUCT_DB1(商品库1);如果店铺ID为单数,将操作映射至RRODUCT_DB2(商品库2)。

水平分库是把同一个表的数据按一定规则拆到不同的数据库中,每个库可以放在不同的服务器上,比如:单数订单在db_orders_0数据库,偶数订单在db_orders_1数据库。

它带来的提升是:

1、解决了单库大数据,高并发的性能瓶颈。

2、提高了系统的稳定性及可用性。

当一个应用难以再细粒度的垂直切分,或切分后数据量行数巨大,存在单库读写、存储性能瓶颈,这时候就需要进行水平分库了,经过水平切分的优化,往往能解决单库存储量及性能瓶颈。但由于同一个表被分配在不同的数据库,需要额外进行数据操作的路由工作,因此大大提升了系统复杂度。

3.1.6 水平分表 ​

按照水平分库的思路把PRODUCT_DB_X(商品库)内的表也可以进行水平拆分,其目的也是为解决单表数据量大 的问题,如下图:

img_017

与水平分库的思路类似,不过这次操作的目标是表,商品信息及商品描述被分成了两套表。如果商品ID为双数,将 此操作映射至商品信息1表;如果商品ID为单数,将操作映射至商品信息2表。此操作要访问表名称为 商品信息[商品ID%2 + 1] 。

水平分表是在同一个数据库内,把同一个表的数据按一定规则拆到多个表中,比如:0到500万的订单在orders_0数据、500万到1000万的订单在orders_1数据表。水平分表优化了单一表数据量过大而产生的性能问题。

一般来说,在系统设计阶段就应该根据业务耦合松紧来确定垂直分库,垂直分表方案,在数据量及访问压力不是特 别大的情况,首先考虑缓存、读写分离、索引技术等方案。若数据量极大,且持续增长,再考虑水平分库水平分表方案。

3.1.7 分库分表带来的问题 ​

3.1.7.1 事务一致性问题 ​

由于分库分表把数据分布在不同库甚至不同服务器,不可避免会带来分布式事务问题。

3.1.7.2 跨节点关联查询 ​

在没有分库前,我们检索商品时可以通过以下SQL对店铺信息进行关联查询:

Java
SELECT p.*,r.[地理区域名称],s.[店铺名称],s.[信誉] 
FROM [商品信息] p 
LEFT JOIN [地理区域] r ON p.[产地] = r.[地理区域编码] 
LEFT JOIN [店铺信息] s ON s.id = p.[所属店铺] 
WHERE...ORDER BY...LIMIT...
1
2
3
4
5

但垂直分库后[商品信息]和[店铺信息]不在一个数据库,甚至不在一台服务器,无法进行关联查询。

可将原关联查询分为两次查询,第一次查询的结果集中找出关联数据id,然后根据id发起第二次请求得到关联数据,最后将获得到的数据进行拼装。

3.1.7.3 跨节点分页、排序函数 ​

跨节点多库进行查询时,limit分页、order by排序等问题,就变得比较复杂了。需要先在不同的分片节点中将数据进行排序并返回,然后将不同分片返回的结果集进行汇总和再次排序。

如,进行水平分库后的商品库,按ID倒序排序分页,取第一页:

img_018

以上流程是取第一页的数据,性能影响不大,但由于商品信息分布在各数据库的数据可能是随机的,如果是取第 N页,需要将所有节点前N页数据都取出来合并,再进行整体的排序,操作效率可想而知。所以请求页数越大,系 统的性能也会越差。

在使用Max、Min、Sum、Count之类的函数进行计算的时候,与排序分页同理,也需要先在每个分片上执行相应 的函数,然后将各个分片的结果集进行汇总和再次计算,最终将结果返回。

3.1.7.4 主键避重 ​

在分库分表环境中,由于表中数据同时存在不同数据库中,主键值平时使用的自增长将无用武之地,某个分区数据库生成的ID无法保证全局唯一。因此需要单独设计全局主键,以避免跨库主键重复问题。

img_019

3.1.7.4 公共表 ​

实际的应用场景中,参数表、数据字典表等都是数据量较小,变动少,而且属于高频联合查询的依赖表。例子中地理区域表也属于此类型。

可以将这类表在每个数据库都保存一份,所有对公共表的更新操作都同时发送到所有分库执行。

3.1.8 分库分表解决方案 ​

由于分库分表之后,数据被分散在不同的数据库、服务器。因此,对数据的操作也就无法通过常规方式完成,并且 它还带来了一系列的问题。好在,这些问题不是所有都需要我们在应用层面上解决,市面上有很多中间件可供我们 选择。

AI: java中分库分表解决方案有哪些

在Java应用中,当单个数据库的表数据量达到一定规模后,可能会遇到性能瓶颈,如查询速度慢、锁竞争等问题。这时,通常会采用分库分表(Sharding)的策略来解决这些问题。分库分表可以将大量数据分散到多个数据库或多个表中,以提高系统的可扩展性和性能。

以下是几种常见的Java中的分库分表解决方案:

  1. 手工编码:

    • 直接在代码层面实现逻辑,根据一定的规则(如用户ID)进行计算,决定数据应该存储在哪个数据库或者表中。
    • 缺点是手工编码较复杂,需要在各个地方维护分库分表的逻辑,一旦规则改变,需要修改的地方较多。
  2. 使用中间件/代理层:

    • 这类方案通常会在应用程序与数据库之间提供一个代理层,通过代理来处理分库分表的逻辑。
    • MyCat:是一个开源的数据库中间件,支持SQL解析和路由功能,可以实现透明化的分库分表。
    • ShardingSphere(原Apache ShardingSphere):这是一个分布式数据库框架,提供了Java程序中的分库分表解决方案,支持多种分片策略,并且可以作为JDBC客户端使用,也可以作为数据库代理运行。
  3. ORM框架支持:

    • MyBatis + MyBatis-Spring/Sharding-JDBC:结合使用MyBatis框架和Spring框架,利用Sharding-JDBC来实现分库分表的功能。
    • Hibernate + Ehcache/Infinispan:虽然Hibernate本身并不直接支持分库分表,但可以通过配置多数据源以及缓存策略来间接实现分库分表的效果。
  4. 云服务提供的解决方案:

    • 如果使用的是云服务,如阿里云、腾讯云等,它们往往提供了一整套的解决方案,包括但不限于读写分离、分库分表等功能。
  5. 数据库自带的分区功能:

    • 如果使用的数据库本身支持分区功能(如MySQL的分区表),可以通过这种方式来实现将一个表中的数据分到多个数据文件中,但在一定程度上也能缓解性能压力。

在实际项目中,选择分库分表方案时,通常会考虑到技术成熟度、社区支持、易用性、性能等因素。以下是一些在实际应用中较为常用的分库分表解决方案:

  1. ShardingSphere(Apache ShardingSphere):

    • 随着ShardingSphere成为Apache的顶级项目,其稳定性和功能得到了广泛的认可。它支持多种分片算法,可以作为JDBC客户端直接集成到应用程序中,也可以作为数据库代理部署,提供透明化的分库分表能力。
    • ShardingSphere的优势在于它的灵活性和扩展性,支持水平分片、垂直分片等多种模式,并且集成了读写分离、数据加密等功能。
  2. MyCat:

    • MyCat是一个轻量级的数据库中间件,适用于那些希望快速实现分库分表的企业。尽管它的功能相比ShardingSphere来说可能略显简单,但它依然提供了足够的灵活性来满足大多数应用场景的需求。
    • MyCat适合于已经有稳定架构的企业,希望在不改变太多现有代码的基础上引入分库分表机制。
  3. 手工编码实现:

    • 在一些特定场景下,企业可能会选择自己实现分库分表逻辑。这种做法的好处是可以完全控制整个流程,但缺点是需要投入大量的时间和精力去维护这些逻辑,而且容易出现各种边界情况的问题。
  4. 云服务提供的解决方案:

    • 对于使用云服务的企业来说,云平台通常会提供一整套的解决方案,包括自动化的分库分表、负载均衡等。例如,阿里云的DRDS就是一个典型的代表,它可以帮助用户轻松地管理和扩展数据库。
    • 云平台的优势在于它们通常会有专业的团队来维护和更新,减轻了企业的运维负担。

总的来说,ShardingSphere由于其强大的功能和灵活性,在很多场景下成为了首选。而MyCat则因其轻量级的特点,在一些中小企业或者对性能要求不是很高的项目中也有一定的使用率。当然,具体选择哪种方案还是要根据项目的实际情况来定。

3.2 MyCat概述 ​

3.2.1 介绍 ​

Mycat是开源的、活跃的、基于Java语言编写的MySQL数据库中间件。可以像使用mysql一样来使用mycat,对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。

开发人员只需要连接MyCat即可,而具体底层用到几台数据库,每一台数据库服务器里面存储了什么数据,都无需关心。 具体的分库分表的策略,只需要在MyCat中配置即可。

img_020

优势:

  • 性能可靠稳定强大的技术团队体系完善社区活跃

3.2.2 下载 ​

下载地址:http://dl.mycat.org.cn/

img_021

3.2.3 安装 ​

Mycat是采用java语言开发的开源的数据库中间件,支持Windows和Linux运行环境,下面介绍MyCat的Linux中的环境搭建。我们需要在准备好的服务器中安装如下软件。

  • MySQL
  • JDK
  • Mycat
服务器安装软件说明
192.168.200.210JDK、MycatMyCat中间件服务器
192.168.200.210MySQL分片服务器
192.168.200.213MySQL分片服务器
192.168.200.214MySQL分片服务器

具体的安装步骤: 参考资料中提供的 《MyCat安装文档》即可,里面有详细的安装及配置步骤。

3.2.4 目录介绍 ​

img_022

bin : 存放可执行文件,用于启动停止mycat

conf:存放mycat的配置文件

lib:存放mycat的项目依赖包(jar)

logs:存放mycat的日志文件

3.2.5 概念介绍 ​

在MyCat的整体结构中,分为两个部分:上面的逻辑结构、下面的物理结构。

img_023

在MyCat的逻辑结构主要负责逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点等逻辑结构的处理,而具体的数据存储还是在物理结构,也就是数据库服务器中存储的。

在后面讲解MyCat入门以及MyCat分片时,还会讲到上面所提到的概念。

3.3 MyCat入门 ​

3.3.1 需求 ​

由于 tb_order 表中数据量很大,磁盘IO及容量都到达了瓶颈,现在需要对 tb_order 表进行数据分片,分为三个数据节点,每一个节点主机位于不同的服务器上, 具体的结构,参考下图:

img_024

3.3.2 环境准备 ​

准备3台服务器:

  • 192.168.200.210:MyCat中间件服务器,同时也是第一个分片服务器。
  • 192.168.200.213:第二个分片服务器。
  • 192.168.200.214:第三个分片服务器。

img_025

并且在上述3台数据库中创建数据库 db01 。

3.3.3 配置 ​

1). schema.xml

在schema.xml中配置逻辑库、逻辑表、数据节点、节点主机等相关信息。具体的配置如下:

xml
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
<schema name="DB01" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long"
/>
</schema>
<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />
<dataHost name="dhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.210:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</dataHost>
<dataHost name="dhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
xml
</dataHost>
<dataHost name="dhost3" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</dataHost>
</mycat:schema>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

2). server.xml

需要在server.xml中配置用户名、密码,以及用户的访问权限信息,具体的配置如下:

xml
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">DB01</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
<user name="user">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">DB01</property>
<property name="readOnly">true</property>
</user>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

上述的配置表示,定义了两个用户 root 和 user ,这两个用户都可以访问 DB01 这个逻辑库,访问密码都是123456,但是root用户访问DB01逻辑库,既可以读,又可以写,但是 user用户访问DB01逻辑库是只读的。

3.3.4 测试 ​

3.3.4.1 启动 ​

配置完毕后,先启动涉及到的3台分片服务器,然后启动MyCat服务器。切换到Mycat的安装目录,执行如下指令,启动Mycat:

bash
#启动
bin/mycat  start
#停止
bin/mycat  stop
1
2
3
4

Mycat启动之后,占用端口号 8066。

启动完毕之后,可以查看logs目录下的启动日志,查看Mycat是否启动完成。

img_026

3.3.4.2 测试 ​

1). 连接MyCat

通过如下指令,就可以连接并登陆MyCat。

bash
mysql -h 192.168.200.210 -P 8066 -uroot -p123456
1

我们看到我们是通过MySQL的指令来连接的MyCat,因为MyCat在底层实际上是模拟了MySQL的协议。

2). 数据测试

然后就可以在MyCat中来创建表,并往表结构中插入数据,查看数据在MySQL中的分布情况。

sql
CREATE TABLE TB_ORDER (
id BIGINT(20) NOT NULL,
1
2
sql
title VARCHAR(100) NOT NULL ,
PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 ;
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(1,'goods1');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(2,'goods2');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(3,'goods3');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(1,'goods1');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(2,'goods2');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(3,'goods3');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(5000000,'goods5000000');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(10000000,'goods10000000');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(10000001,'goods10000001');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(15000000,'goods15000000');
INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(15000001,'goods15000001');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

经过测试,我们发现,在往 TB_ORDER 表中插入数据时:

  • 如果id的值在1-500w之间,数据将会存储在第一个分片数据库中。
  • 如果id的值在500w-1000w之间,数据将会存储在第二个分片数据库中。
  • 如果id的值在1000w-1500w之间,数据将会存储在第三个分片数据库中。
  • 如果id的值超出1500w,在插入数据时,将会报错。

为什么会出现这种现象,数据到底落在哪一个分片服务器到底是如何决定的呢? 这是由逻辑表配置时的一个参数 rule 决定的,而这个参数配置的就是分片规则,关于分片规则的配置,在后面的课程中会详细讲解。

3.4 MyCat配置 ​

3.4.1 schema.xml ​

schema.xml 作为MyCat中最重要的配置文件之一 , 涵盖了MyCat的逻辑库 、 逻辑表 、 分片规则、分片节点及数据源的配置。

img_027

主要包含以下三组标签:

  • schema标签
  • datanode标签
  • datahost标签

3.4.1.1 schema标签 ​

1). schema 定义逻辑库

img_028

schema 标签用于定义 MyCat实例中的逻辑库 , 一个MyCat实例中, 可以有多个逻辑库 , 可以通过 schema 标签来划分不同的逻辑库。MyCat中的逻辑库的概念,等同于MySQL中的database概念, 需要操作某个逻辑库下的表时, 也需要切换逻辑库(use xxx)。

核心属性:

  • name:指定自定义的逻辑库库名
  • checkSQLschema:在SQL语句操作时指定了数据库名称,执行时是否自动去除;true:自动去除,false:不自动去除
  • sqlMaxLimit:如果未指定limit进行查询,列表查询模式查询多少条记录

2). schema 中的table定义逻辑表

img_029

table 标签定义了MyCat中逻辑库schema下的逻辑表 , 所有需要拆分的表都需要在table标签中定义 。

核心属性:

  • name:定义逻辑表表名,在该逻辑库下唯一
  • dataNode:定义逻辑表所属的dataNode,该属性需要与dataNode标签中name对应;多个
  • dataNode逗号分隔
  • rule:分片规则的名字,分片规则名字是在rule.xml中定义的
  • primaryKey:逻辑表对应真实表的主键
  • type:逻辑表的类型,目前逻辑表只有全局表和普通表,如果未配置,就是普通表;全局表,配置为 global

3.4.1.2 datanode标签 ​

img_030

核心属性:

  • name:定义数据节点名称
  • dataHost:数据库实例主机名称,引用自 dataHost 标签中name属性
  • database:定义分片所属数据库

3.4.1.3 datahost标签 ​

img_031

该标签在MyCat逻辑库中作为底层标签存在, 直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。

核心属性:

  • name:唯一标识,供上层标签使用
  • maxCon/minCon:最大连接数/最小连接数
  • balance:负载均衡策略,取值 0,1,2,3
  • writeType:写操作分发方式(0:写操作转发到第一个writeHost,第一个挂了,切换到第二个;1:写操作随机分发到配置的writeHost)
  • dbDriver:数据库驱动,支持 native、jdbc

3.4.2 rule.xml ​

rule.xml中定义所有拆分表的规则, 在使用过程中可以灵活的使用分片算法, 或者对同一个分片算法使用不同的参数, 它让分片过程可配置化。主要包含两类标签:tableRule、Function。

img_032

3.4.3 server.xml ​

server.xml配置文件包含了MyCat的系统配置信息,主要有两个重要的标签:system、user。

1). system标签

img_033

主要配置MyCat中的系统配置信息,对应的系统配置项及其含义,如下:

属性取值含义
charsetutf8设置Mycat的字符集, 字符集需要与MySQL的
字符集保持一致
nonePasswordLogin0,10为需要密码登陆、1为不需要密码登陆 ,默认
为0,设置为1则需要指定默认账户
useHandshakeV100,1使用该选项主要的目的是为了能够兼容高版本
的jdbc驱动, 是否采用
HandshakeV10Packet来与client进行通
信, 1:是, 0:否
useSqlStat0,1开启SQL实时统计, 1 为开启 , 0 为关闭 ;
开启之后, MyCat会自动统计SQL语句的执行
情况 ; mysql -h 127.0.0.1 -P 9066
-u root -p 查看MyCat执行的SQL, 执行
效率比较低的SQL , SQL的整体执行情况、读
写比例等 ; show @@sql ; show
@@sql.slow ; show @@sql.sum ;
useGlobleTableCheck0,1是否开启全局表的一致性检测。1为开启 ,0
为关闭 。
sqlExecuteTimeout1000SQL语句执行的超时时间 , 单位为 s ;
sequnceHandlerType0,1,2用来指定Mycat全局序列类型,0 为本地文
件,1 为数据库方式,2 为时间戳列方式,默
认使用本地文件方式,文件方式主要用于测试
sequnceHandlerPattern正则表达式必须带有MYCATSEQ或者 mycatseq进入序列
匹配流程 注意MYCATSEQ_有空格的情况
subqueryRelationshipChecktrue,false子查询中存在关联查询的情况下,检查关联字
段中是否有分片字段 .默认 false
useCompression0,1开启mysql压缩协议 , 0 : 关闭, 1 : 开
启
fakeMySQLVersion5.5,5.6设置模拟的MySQL版本号
属性取值含义
defaultSqlParser由于MyCat的最初版本使用了FoundationDB
的SQL解析器, 在MyCat1.3后增加了Druid
解析器, 所以要设置defaultSqlParser属
性来指定默认的解析器; 解析器有两个 :
druidparser 和 fdbparser, 在
MyCat1.4之后,默认是druidparser,
fdbparser已经废除了
processors1,2....指定系统可用的线程数量, 默认值为CPU核心
x 每个核心运行线程数量; processors 会
影响processorBufferPool,
processorBufferLocalPercent,
processorExecutor属性, 所有, 在性能
调优时, 可以适当地修改processors值
processorBufferChunk指定每次分配Socket Direct Buffer默认
值为4096字节, 也会影响BufferPool长度,
如果一次性获取字节过多而导致buffer不够
用, 则会出现警告, 可以调大该值
processorExecutor指定NIOProcessor上共享
businessExecutor固定线程池的大小;
MyCat把异步任务交给 businessExecutor
线程池中, 在新版本的MyCat中这个连接池使
用频次不高, 可以适当地把该值调小
packetHeaderSize指定MySQL协议中的报文头长度, 默认4个字
节
maxPacketSize指定MySQL协议可以携带的数据最大大小, 默
认值为16M
idleTimeout30指定连接的空闲时间的超时长度;如果超时,将
关闭资源并回收, 默认30分钟
属性取值含义
txIsolation1,2,3,4初始化前端连接的事务隔离级别,默认为
REPEATED_READ , 对应数字为3
READ_UNCOMMITED=1;
READ_COMMITTED=2; REPEATED_READ=3;
SERIALIZABLE=4;
sqlExecuteTimeout300执行SQL的超时时间, 如果SQL语句执行超时,
将关闭连接; 默认300秒;
serverPort8066定义MyCat的使用端口, 默认8066
managerPort9066定义MyCat的管理端口, 默认9066

2). user标签

配置MyCat中的用户、访问密码,以及用户针对于逻辑库、逻辑表的权限信息,具体的权限描述方式及配置说明如下:

img_034

在测试权限操作时,我们只需要将 privileges 标签的注释放开。 在 privileges 下的schema标签中配置的dml属性配置的是逻辑库的权限。 在privileges的schema下的table标签的dml属性中配置逻辑表的权限。

3.5 MyCat分片 ​

3.5.1 垂直拆分 ​

3.5.1.1 场景 ​

在业务系统中, 涉及以下表结构 ,但是由于用户与订单每天都会产生大量的数据, 单台服务器的数据存储及处理能力是有限的, 可以对数据库表进行拆分, 原有的数据库表如下。

img_035

现在考虑将其进行垂直分库操作,将商品相关的表拆分到一个数据库服务器,订单表拆分的一个数据库服务器,用户及省市区表拆分到一个服务器。最终结构如下:

img_036

3.5.1.2 准备 ​

准备三台服务器,IP地址如图所示:

img_037

并且在192.168.200.210,192.168.200.213, 192.168.200.214上面创建数据库shopping。

3.5.1.3 配置 ​

1). schema.xml

xml
<schema name="SHOPPING" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<table name="tb_goods_base" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
<table name="tb_goods_brand" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
<table name="tb_goods_cat" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
<table name="tb_goods_desc" dataNode="dn1" primaryKey="goods_id" />
<table name="tb_goods_item" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
<table name="tb_order_item" dataNode="dn2" primaryKey="id" />
<table name="tb_order_master" dataNode="dn2" primaryKey="order_id" />
<table name="tb_order_pay_log" dataNode="dn2" primaryKey="out_trade_no" />
<table name="tb_user" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
<table name="tb_user_address" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
<table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
xml
<table name="tb_areas_city" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
<table name="tb_areas_region" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
</schema>
<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="shopping" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="shopping" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="shopping" />
<dataHost name="dhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.210:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</dataHost>
<dataHost name="dhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</dataHost>
<dataHost name="dhost3" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</dataHost>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

2). server.xml

xml
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">SHOPPING</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
<user name="user">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">SHOPPING</property>
<property name="readOnly">true</property>
</user>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

3.5.1.4 测试 ​

1). 上传测试SQL脚本到服务器的/root目录

img_038

2). 执行指令导入测试数据

重新启动MyCat后,在mycat的命令行中,通过source指令导入表结构,以及对应的数据,查看数据分布情况。

bash
source /root/shopping-table.sql
source /root/shopping-insert.sql
1
2

将表结构及对应的测试数据导入之后,可以检查一下各个数据库服务器中的表结构分布情况。 检查是否和我们准备工作中规划的服务器一致。

img_039

3). 查询用户的收件人及收件人地址信息(包含省、市、区)。

在MyCat的命令行中,当我们执行以下多表联查的SQL语句时,可以正常查询出数据。

sql
select ua.user_id, ua.contact, p.province, c.city, r.area , ua.address from
tb_user_address ua ,tb_areas_city c , tb_areas_provinces p ,tb_areas_region r
where ua.province_id = p.provinceid  and ua.city_id = c.cityid and ua.town_id =
r.areaid ;
1
2
3
4

img_040

4). 查询每一笔订单及订单的收件地址信息(包含省、市、区)。

实现该需求对应的SQL语句如下:

sql
SELECT order_id , payment ,receiver, province , city , area FROM tb_order_master o
, tb_areas_provinces p , tb_areas_city c , tb_areas_region r WHERE
o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city = c.cityid AND
o.receiver_region = r.areaid ;
1
2
3
4

但是现在存在一个问题,订单相关的表结构是在 192.168.200.213 数据库服务器中,而省市区的数据库表是在 192.168.200.214 数据库服务器中。那么在MyCat中执行是否可以成功呢?

img_041

经过测试,我们看到,SQL语句执行报错。原因就是因为MyCat在执行该SQL语句时,需要往具体的数据库服务器中路由,而当前没有一个数据库服务器完全包含了订单以及省市区的表结构,造成SQL语句失败,报错。

对于上述的这种现象,我们如何来解决呢? 下面我们介绍的全局表,就可以轻松解决这个问题。

3.5.1.5 全局表 ​

对于省、市、区/县表tb_areas_provinces , tb_areas_city , tb_areas_region,是属于数据字典表,在多个业务模块中都可能会遇到,可以将其设置为全局表,利于业务操作。

修改schema.xml中的逻辑表的配置,修改 tb_areas_provinces、tb_areas_city、tb_areas_region 三个逻辑表,增加 type 属性,配置为global,就代表该表是全局表,就会在所涉及到的dataNode中创建给表。对于当前配置来说,也就意味着所有的节点中都有该表了。

xml
<table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
type="global"/>
<table name="tb_areas_city" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
type="global"/>
<table name="tb_areas_region" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
type="global"/>
1
2
3
4
5
6

img_042

配置完毕后,重新启动MyCat。

1). 删除原来每一个数据库服务器中的所有表结构

2). 通过source指令,导入表及数据

bash
source /root/shopping-table.sql
source /root/shopping-insert.sql
1
2

3). 检查每一个数据库服务器中的表及数据分布,看到三个节点中都有这三张全局表

4). 然后再次执行上面的多表联查的SQL语句

sql
SELECT order_id , payment ,receiver, province , city , area FROM tb_order_master o
, tb_areas_provinces p , tb_areas_city c , tb_areas_region r WHERE
o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city = c.cityid AND
o.receiver_region = r.areaid ;
1
2
3
4

img_043

是可以正常执行成功的。

5). 当在MyCat中更新全局表的时候,我们可以看到,所有分片节点中的数据都发生了变化,每个节

点的全局表数据时刻保持一致。

3.5.2 水平拆分 ​

3.5.2.1 场景 ​

在业务系统中, 有一张表(日志表), 业务系统每天都会产生大量的日志数据 , 单台服务器的数据存储及处理能力是有限的, 可以对数据库表进行拆分。

img_044

3.5.2.2 准备 ​

准备三台服务器,具体的结构如下:

img_045

并且,在三台数据库服务器中分表创建一个数据库itcast。

3.5.2.3 配置 ​

1). schema.xml

xml
<schema name="ITCAST" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />
</schema>
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3
4
5
6

tb_log表最终落在3个节点中,分别是 dn4、dn5、dn6 ,而具体的数据分别存储在 dhost1、dhost2、dhost3的itcast数据库中。

2). server.xml

配置root用户既可以访问 SHOPPING 逻辑库,又可以访问ITCAST逻辑库。

xml
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">SHOPPING,ITCAST</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

3.5.2.4 测试 ​

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

bash
CREATE TABLE tb_log (
id bigint(20) NOT NULL COMMENT 'ID',
model_name varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '模块名',
model_value varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '模块值',
return_value varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '返回值',
return_class varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '返回值类型',
operate_user varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '操作用户',
operate_time varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '操作时间',
param_and_value varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '请求参数名及参数值',
operate_class varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '操作类',
operate_method varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '操作方法',
cost_time bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '执行方法耗时, 单位 ms',
source int(1) DEFAULT NULL COMMENT '来源 : 1 PC , 2 Android , 3 IOS',
PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
sql
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('1','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:12:28','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','insert','10',1);
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('2','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:12:27','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','insert','23',1);
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('3','user','update','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:16:45','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','update','34',1);
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('4','user','update','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:16:45','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','update','13',2);
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('5','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:30:31','{\"age\":\"200\",\"name\":\"TomCat\",\"gender\":\"0\"}','cn.itcast.co
ntroller.UserController','insert','29',3);
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,
operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,
cost_time,source)
VALUES('6','user','find','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:30:31','{\"age\":\"200\",\"name\":\"TomCat\",\"gender\":\"0\"}','cn.itcast.co
ntroller.UserController','find','29',2);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

3.5.3 分片规则 ​

3.5.3.1 范围分片 ​

1). 介绍

根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况, 来决定该数据属于哪一个分片。

img_046

2). 配置

schema.xml逻辑表配置:

xml
<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
1

schema.xml数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />
1
2
3

rule.xml分片规则配置:

xml
<tableRule name="auto-sharding-long">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>rang-long</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="rang-long" class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">
<property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>
<property name="defaultNode">0</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

分片规则配置属性含义:

描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
mapFile对应的外部配置文件
type默认值为0 ; 0 表示Integer , 1 表示String
defaultNode默认节点 默认节点的所用:枚举分片时,如果碰到不识别的枚举值, 就让它路
由到默认节点 ; 如果没有默认值,碰到不识别的则报错 。

在rule.xml中配置分片规则时,关联了一个映射配置文件 autopartition-long.txt,该配置文件的配置如下:

sql
# range start-end ,data node index
# K=1000,M=10000.
0-500M=0
500M-1000M=1
1000M-1500M=2
1
2
3
4
5

含义:0-500万之间的值,存储在0号数据节点(数据节点的索引从0开始) ; 500万-1000万之间的数据存储在1号数据节点 ; 1000万-1500万的数据节点存储在2号节点 ;

该分片规则,主要是针对于数字类型的字段适用。 在MyCat的入门程序中,我们使用的就是该分片规则。

3.5.3.2 取模分片 ​

1). 介绍

根据指定的字段值与节点数量进行求模运算,根据运算结果, 来决定该数据属于哪一个分片。

img_047

2). 配置

schema.xml逻辑表配置:

xml
<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />
1

schema.xml数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml分片规则配置:

xml
<tableRule name="mod-long">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>mod-long</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod">
<property name="count">3</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9

分片规则属性说明如下:

描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
count数据节点的数量

该分片规则,主要是针对于数字类型的字段适用。 在前面水平拆分的演示中,我们选择的就是取模分片。

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

3.5.3.3 一致性hash分片 ​

1). 介绍

所谓一致性哈希,相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中,不会因为分区节点的增加而改变原来数据的分区位置,有效的解决了分布式数据的拓容问题。

img_048

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 一致性hash -->
<table name="tb_order" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-murmur" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-murmur">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>murmur</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="murmur" class="io.mycat.route.function.PartitionByMurmurHash">
<property name="seed">0</property><!-- 默认是0 -->
<property name="count">3</property>
<property name="virtualBucketTimes">160</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

分片规则属性含义:

描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
seed创建murmur_hash对象的种子,默认0
count要分片的数据库节点数量,必须指定,否则没法分片
virtualBucketTimes一个实际的数据库节点被映射为这么多虚拟节点,默认是160倍,也
就是虚拟节点数是物理节点数的160
倍;virtualBucketTimes*count就是虚拟结点数量 ;
weightMapFile节点的权重,没有指定权重的节点默认是1。以properties文件的
格式填写,以从0开始到count-1的整数值也就是节点索引为key,
以节点权重值为值。所有权重值必须是正整数,否则以1代替
bucketMapPath用于测试时观察各物理节点与虚拟节点的分布情况,如果指定了这个
属性,会把虚拟节点的murmur_hash值与物理节点的映射按行输出
到这个文件,没有默认值,如果不指定,就不会输出任何东西

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
create table tb_order(
id  varchar(100) not null primary key,
money   int null,
content varchar(200) null
);
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b92fdaaf-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 10, 'b92fdaf8-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b93482b6-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 20, 'b93482d5-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b937e246-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 50, 'b937e25d-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b93be2dd-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 100, 'b93be2f9-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b93f2d68-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 130, 'b93f2d7d-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b9451b98-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 30, 'b9451bcc-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b9488ec1-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 560, 'b9488edb-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b94be6e6-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 10, 'b94be6ff-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b94ee10d-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 123, 'b94ee12c-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b952492a-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 145, 'b9524945-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b95553ac-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 543, 'b95553c8-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b9581cdd-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 17, 'b9581cfa-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b95afc0f-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 18, 'b95afc2a-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b95daa99-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 134, 'b95daab2-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
sql
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b9667e3c-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 156, 'b9667e60-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b96ab489-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 175, 'b96ab4a5-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b96e2942-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 180, 'b96e295b-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b97092ec-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 123, 'b9709306-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b973727a-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 230, 'b9737293-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
INSERT INTO tb_order (id, money, content) VALUES ('b978840f-6fc4-11ec-b831-
482ae33c4a2d', 560, 'b978843c-6fc4-11ec-b831-482ae33c4a2d');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

3.5.3.4 枚举分片 ​

1). 介绍

通过在配置文件中配置可能的枚举值, 指定数据分布到不同数据节点上, 本规则适用于按照省份、性别、状态拆分数据等业务 。

img_049

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 枚举 -->
<table name="tb_user" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-intfile-enumstatus"
/>
1
2
3

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-intfile">
<rule>
<columns>sharding_id</columns>
<algorithm>hash-int</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<!-- 自己增加 tableRule -->
<tableRule name="sharding-by-intfile-enumstatus">
<rule>
<columns>status</columns>
<algorithm>hash-int</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="hash-int" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap">
<property name="defaultNode">2</property>
<property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

partition-hash-int.txt ,内容如下 :

sql
1=0
2=1
3=2
1
2
3

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
mapFile对应的外部配置文件
type默认值为0 ; 0 表示Integer , 1 表示String
defaultNode默认节点 ; 小于0 标识不设置默认节点 , 大于等于0代表设置默认节点 ;
默认节点的所用:枚举分片时,如果碰到不识别的枚举值, 就让它路由到默认节
点 ; 如果没有默认值,碰到不识别的则报错 。

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
CREATE TABLE tb_user (
id bigint(20) NOT NULL COMMENT 'ID',
username varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
status int(2) DEFAULT '1' COMMENT '1: 未启用, 2: 已启用, 3: 已关闭',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
insert into tb_user (id,username ,status) values(1,'Tom',1);
insert into tb_user (id,username ,status) values(2,'Cat',2);
insert into tb_user (id,username ,status) values(3,'Rose',3);
insert into tb_user (id,username ,status) values(4,'Coco',2);
insert into tb_user (id,username ,status) values(5,'Lily',1);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
sql
insert into tb_user (id,username ,status) values(6,'Tom',1);
insert into tb_user (id,username ,status) values(7,'Cat',2);
insert into tb_user (id,username ,status) values(8,'Rose',3);
insert into tb_user (id,username ,status) values(9,'Coco',2);
insert into tb_user (id,username ,status) values(10,'Lily',1);
1
2
3
4
5

3.5.3.5 应用指定算法 ​

1). 介绍

运行阶段由应用自主决定路由到那个分片 , 直接根据字符子串(必须是数字)计算分片号。

img_050

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 应用指定算法 -->
<table name="tb_app" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-substring" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-substring">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>sharding-by-substring</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="sharding-by-substring"
class="io.mycat.route.function.PartitionDirectBySubString">
<property name="startIndex">0</property> <!-- zero-based -->
<property name="size">2</property>
<property name="partitionCount">3</property>
<property name="defaultPartition">0</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
startIndex字符子串起始索引
size字符长度
partitionCount分区(分片)数量
defaultPartition默认分片(在分片数量定义时, 字符标示的分片编号不在分片数量内时,
使用默认分片)

示例说明 :

id=05-100000002 , 在此配置中代表根据id中从 startIndex=0,开始,截取siz=2位数字即05,05就是获取的分区,如果没找到对应的分片则默认分配到defaultPartition 。

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
CREATE TABLE tb_app (
id varchar(10) NOT NULL COMMENT 'ID',
name varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '名称',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
insert into tb_app (id,name) values('0000001','Testx00001');
insert into tb_app (id,name) values('0100001','Test100001');
insert into tb_app (id,name) values('0100002','Test200001');
insert into tb_app (id,name) values('0200001','Test300001');
insert into tb_app (id,name) values('0200002','TesT400001');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3.5.3.6 固定分片hash算法 ​

1). 介绍

该算法类似于十进制的求模运算,但是为二进制的操作,例如,取 id 的二进制低 10 位 与1111111111 进行位 & 运算,位与运算最小值为 0000000000,最大值为1111111111,转换为十进制,也就是位于0-1023之间。

img_051

特点:

  • 如果是求模,连续的值,分别分配到各个不同的分片;但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片,降低事务处理的难度。
  • 可以均匀分配,也可以非均匀分配。
  • 分片字段必须为数字类型。

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 固定分片hash算法 -->
<table name="tb_longhash" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-long-hash" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-long-hash">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>sharding-by-long-hash</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<!-- 分片总长度为1024,count与length数组长度必须一致; -->
<function name="sharding-by-long-hash"
class="io.mycat.route.function.PartitionByLong">
<property name="partitionCount">2,1</property>
<property name="partitionLength">256,512</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段名
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
partitionCount分片个数列表
partitionLength分片范围列表

约束 :

1). 分片长度 : 默认最大2^10 , 为 1024 ;

2). count, length的数组长度必须是一致的 ;

以上分为三个分区:0-255,256-511,512-1023

示例说明 :

img_052

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
CREATE TABLE tb_longhash (
id int(11) NOT NULL COMMENT 'ID',
name varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '名称',
firstChar char(1)  COMMENT '首字母',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(1,'七匹狼','Q');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(2,'八匹狼','B');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(3,'九匹狼','J');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(4,'十匹狼','S');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(5,'六匹狼','L');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(6,'五匹狼','W');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(7,'四匹狼','S');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(8,'三匹狼','S');
insert into tb_longhash (id,name,firstChar) values(9,'两匹狼','L');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

3.5.3.7 字符串hash解析算法 ​

1). 介绍

截取字符串中的指定位置的子字符串, 进行hash算法, 算出分片。

img_053

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 字符串hash解析算法 -->
<table name="tb_strhash" dataNode="dn4,dn5" rule="sharding-by-stringhash" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
1
2

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-stringhash">
<rule>
<columns>name</columns>
<algorithm>sharding-by-stringhash</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="sharding-by-stringhash"
class="io.mycat.route.function.PartitionByString">
<property name="partitionLength">512</property> <!-- zero-based -->
<property name="partitionCount">2</property>
<property name="hashSlice">0:2</property>
</function>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
partitionLengthhash求模基数 ; length*count=1024 (出于性能考虑)
partitionCount分区数
hashSlicehash运算位 , 根据子字符串的hash运算 ; 0 代表 str.length()
, -1 代表 str.length()-1 , 大于0只代表数字自身 ; 可以理解
为substring(start,end),start为0则只表示0

示例说明:

img_054

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
create table tb_strhash(
name varchar(20) primary key,
content varchar(100)
)engine=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
INSERT INTO tb_strhash (name,content) VALUES('T1001', UUID());
INSERT INTO tb_strhash (name,content) VALUES('ROSE', UUID());
INSERT INTO tb_strhash (name,content) VALUES('JERRY', UUID());
INSERT INTO tb_strhash (name,content) VALUES('CRISTINA', UUID());
INSERT INTO tb_strhash (name,content) VALUES('TOMCAT', UUID());
1
2
3
4
5
6
7
8
9

3.5.3.8 按天分片算法 ​

1). 介绍

按照日期及对应的时间周期来分片。

img_055

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 按天分片 -->
<table name="tb_datepart" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-date" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-date">
<rule>
<columns>create_time</columns>
<algorithm>sharding-by-date</algorithm>
</rule>
</tableRule>
1
2
3
4
5
6
xml
<function name="sharding-by-date"
class="io.mycat.route.function.PartitionByDate">
<property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
<property name="sBeginDate">2022-01-01</property>
<property name="sEndDate">2022-01-30</property>
<property name="sPartionDay">10</property>
</function>
<!--
从开始时间开始,每10天为一个分片,到达结束时间之后,会重复开始分片插入
配置表的 dataNode 的分片,必须和分片规则数量一致,例如 2022-01-01 到 2022-12-31 ,每
10天一个分片,一共需要37个分片。
-->
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
dateFormat日期格式
sBeginDate开始日期
sEndDate结束日期,如果配置了结束日期,则代码数据到达了这个日期的分片后,会重
复从开始分片插入
sPartionDay分区天数,默认值 10 ,从开始日期算起,每个10天一个分区

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
create table tb_datepart(
id   bigint  not null comment 'ID'  primary key,
name varchar(100) null comment '姓名',
create_time date  null
);
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(1,'Tom','2022-01-01');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(2,'Cat','2022-01-10');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(3,'Rose','2022-01-11');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(4,'Coco','2022-01-20');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(5,'Rose2','2022-01-21');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(6,'Coco2','2022-01-30');
insert into tb_datepart(id,name ,create_time) values(7,'Coco3','2022-01-31');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

3.5.3.9 自然月分片 ​

1). 介绍

使用场景为按照月份来分片, 每个自然月为一个分片。

img_056

2). 配置

schema.xml中逻辑表配置:

xml
<!-- 按自然月分片 -->
<table name="tb_monthpart" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-month" />
1
2

schema.xml中数据节点配置:

xml
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
1
2
3

rule.xml中分片规则配置:

xml
<tableRule name="sharding-by-month">
<rule>
<columns>create_time</columns>
<algorithm>partbymonth</algorithm>
</rule>
</tableRule>
<function name="partbymonth" class="io.mycat.route.function.PartitionByMonth">
<property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
<property name="sBeginDate">2022-01-01</property>
<property name="sEndDate">2022-03-31</property>
</function>
<!--
从开始时间开始,一个月为一个分片,到达结束时间之后,会重复开始分片插入
配置表的 dataNode 的分片,必须和分片规则数量一致,例如 2022-01-01 到 2022-12-31 ,一
共需要12个分片。
-->
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

分片规则属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
dateFormat日期格式
sBeginDate开始日期
sEndDate结束日期,如果配置了结束日期,则代码数据到达了这个日期的分片后,会重复
从开始分片插入

3). 测试

配置完毕后,重新启动MyCat,然后在mycat的命令行中,执行如下SQL创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

sql
create table tb_monthpart(
id   bigint  not null comment 'ID'  primary key,
name varchar(100) null comment '姓名',
create_time date  null
);
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(1,'Tom','2022-01-01');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(2,'Cat','2022-01-10');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(3,'Rose','2022-01-31');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(4,'Coco','2022-02-20');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(5,'Rose2','2022-02-25');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(6,'Coco2','2022-03-10');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(7,'Coco3','2022-03-31');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(8,'Coco4','2022-04-10');
insert into tb_monthpart(id,name ,create_time) values(9,'Coco5','2022-04-30');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

3.6 MyCat管理及监控 ​

3.6.1 MyCat原理 ​

img_057

在MyCat中,当执行一条SQL语句时,MyCat需要进行SQL解析、分片分析、路由分析、读写分离分析等操作,最终经过一系列的分析决定将当前的SQL语句到底路由到那几个(或哪一个)节点数据库,数据库将数据执行完毕后,如果有返回的结果,则将结果返回给MyCat,最终还需要在MyCat中进行结果合并、聚合处理、排序处理、分页处理等操作,最终再将结果返回给客户端。

而在MyCat的使用过程中,MyCat官方也提供了一个管理监控平台MyCat-Web(MyCat-eye)。Mycat-web 是 Mycat 可视化运维的管理和监控平台,弥补了 Mycat 在监控上的空白。帮 Mycat分担统计任务和配置管理任务。Mycat-web 引入了 ZooKeeper 作为配置中心,可以管理多个节点。Mycat-web 主要管理和监控 Mycat 的流量、连接、活动线程和内存等,具备 IP 白名单、邮件告警等模块,还可以统计 SQL 并分析慢 SQL 和高频 SQL 等。为优化 SQL 提供依据。

3.6.2 MyCat管理 ​

Mycat默认开通2个端口,可以在server.xml中进行修改。

  • 8066 数据访问端口,即进行 DML 和 DDL 操作。
  • 9066 数据库管理端口,即 mycat 服务管理控制功能,用于管理mycat的整个集群状态

连接MyCat的管理控制台:

bash
mysql   -h  192.168.200.210  -p  9066   -uroot   -p123456
1
命令含义
show @@help查看Mycat管理工具帮助文档
show @@version查看Mycat的版本
reload @@config重新加载Mycat的配置文件
show @@datasource查看Mycat的数据源信息
show @@datanode查看MyCat现有的分片节点信息
show @@threadpool查看Mycat的线程池信息
show @@sql查看执行的SQL
show @@sql.sum查看执行的SQL统计

3.6.3 MyCat-eye ​

3.6.3.1 介绍 ​

Mycat-web(Mycat-eye)是对mycat-server提供监控服务,功能不局限于对mycat-server使用。他通过JDBC连接对Mycat、Mysql监控,监控远程服务器(目前仅限于linux系统)的cpu、内存、网络、磁盘。

Mycat-eye运行过程中需要依赖zookeeper,因此需要先安装zookeeper。

3.6.3.2 安装 ​

1). zookeeper安装

2). Mycat-web安装

具体的安装步骤,请参考资料中提供的《MyCat-Web安装文档》

3.6.3.3 访问 ​

http://192.168.200.210:8082/mycat

img_058

3.6.3.4 配置 ​

1). 开启MyCat的实时统计功能(server.xml)

xml
<property name="useSqlStat">1</property>  <!-- 1为开启实时统计、0为关闭 -->
1

2). 在Mycat监控界面配置服务地址

img_059

3.6.3.5 测试 ​

配置好了之后,我们可以通过MyCat执行一系列的增删改查的测试,然后过一段时间之后,打开mycat-eye的管理界面,查看mycat-eye监控到的数据信息。

A. 性能监控

img_060

B. 物理节点

img_061

C. SQL统计

img_062

D. SQL表分析

img_063

E. SQL监控

img_064

F. 高频SQL

img_065

3.7 ShardingSphere入门 ​

3.7.1 ShardingSphere介绍 ​

Apache ShardingSphere 是一款分布式的数据库生态系统, 可以将任意数据库转换为分布式数据库,并通过数据分片、弹性伸缩、加密等能力对原有数据库进行增强。

Apache ShardingSphere 设计哲学为 Database Plus,旨在构建异构数据库上层的标准和生态。 它关注如何充分合理地利用数据库的计算和存储能力,而并非实现一个全新的数据库。 它站在数据库的上层视角,关注它们之间的协作多于数据库自身。

官方文档:https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/overview/

Apache ShardingSphere 由 ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy组成。

ShardingSphere-JDBC

ShardingSphere-JDBC 定位为轻量级 Java 框架,在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。 它使用客户端直连数据库,以 jar 包形式提供服务,无需额外部署和依赖,可理解为增强版的 JDBC 驱动,完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。

  • 适用于任何基于 JDBC 的 ORM 框架,如:JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template 或直接使用 JDBC;
  • 支持任何第三方的数据库连接池,如:DBCP, C3P0, BoneCP, HikariCP 等;
  • 支持任意实现 JDBC 规范的数据库,目前支持 MySQL,PostgreSQL,Oracle,SQLServer 以及任何可使用 JDBC 访问的数据库。

如下图:

img_066

ShardingSphere-JDBC是一个框架,对jdbc访问数据库进行了封装,实现了分库分表的功能。

Governance Center的作用有点类似于微服务架构中的配置中心

ShardingSphere-Proxy

ShardingSphere-Proxy 定位为透明化的数据库代理端,通过实现数据库二进制协议,对异构语言提供支持。 目前提供 MySQL 和 PostgreSQL 协议,透明化数据库操作,对 DBA 更加友好。

  • 向应用程序完全透明,可直接当做 MySQL/PostgreSQL 使用;
  • 兼容 MariaDB 等基于 MySQL 协议的数据库,以及 openGauss 等基于 PostgreSQL 协议的数据库;
  • 适用于任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的的客户端,如:MySQL Command Client, MySQL Workbench, Navicat 等。

如下图:

ShardingSphere-Proxy和MyCat的作用一样,是一个数据库代理,应用程序原来是直接访问数据库,现在通过访问ShardingSphere-Proxy实现对数据分库分表。

img_067

我们的课程讲解ShardingSphere-JDBC,因为它的功能更强大,灵活性更好。

哪个应用得更多?

ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy哪个应用的更多?

实际上,选择哪一个取决于具体的应用场景和技术背景。如果应用程序已经使用了Spring框架,并且愿意在应用程序内部做少量的配置修改,那么ShardingSphere-JDBC是一个不错的选择。相反,如果希望保持应用程序代码不变,或者应用程序本身不适合修改JDBC访问逻辑,那么ShardingSphere-Proxy可能更适合。

在实际应用中,ShardingSphere-JDBC因为其更简单的集成方式而被广泛应用,特别是在已有Spring框架的环境中。但是随着人们对非侵入式解决方案的需求增加,ShardingSphere-Proxy也逐渐受到了关注,尤其是在需要与多种不同应用程序集成的情况下。

本项目讲解ShardingSphere-JDBC的应用方法。

3.7.2 搭建SpringBoot工程 ​

3.7.2.1 入门程序说明 ​

本节我们对订单库进行分库分表,通过快速入门程序的开发,快速体验ShardingSphere-JDBC的使用

方法。

开发流程是:

先创建一个普通的SpringBoot工程,可以实现向数据库表插入数据。

再改造为使用ShardingSphere-JDBC对数据库分库分表。

3.7.2.2 创建数据库 ​

创建数据库:shardingsphere-test-01、shardingsphere-test-02

分别在这两个数据库中创建t_order_1、t_order_2、t_order表,这两个表就是对订单表的水平分表。

运行下边的脚本:

Java
DROP TABLE IF EXISTS `t_order_1`;
CREATE TABLE `t_order_1`
(
    `id` bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '订单id',
    `price`    decimal(10, 2)                                         NOT NULL COMMENT '订单价格',
    `user_id`  bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '下单用户id',
    `status`   varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '订单状态',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB
  CHARACTER SET = utf8
  COLLATE = utf8_general_ci
  ROW_FORMAT = Dynamic;
DROP TABLE IF EXISTS `t_order_2`;
CREATE TABLE `t_order_2`
(
    `id` bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '订单id',
    `price`    decimal(10, 2)                                         NOT NULL COMMENT '订单价格',
    `user_id`  bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '下单用户id',
    `status`   varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '订单状态',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB
  CHARACTER SET = utf8
  COLLATE = utf8_general_ci
  ROW_FORMAT = Dynamic;

DROP TABLE IF EXISTS `t_order`;
CREATE TABLE `t_order`
(
    `id` bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '订单id',
    `price`    decimal(10, 2)                                         NOT NULL COMMENT '订单价格',
    `user_id`  bigint(20)                                             NOT NULL COMMENT '下单用户id',
    `status`   varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '订单状态',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB
  CHARACTER SET = utf8
  COLLATE = utf8_general_ci
  ROW_FORMAT = Dynamic;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

创建成功

img_068

3.7.2.3 创建SpringBoot工程 ​

创建一个普通的SpringBoot工程shardingsphere-test:

img_069

pom.xml ​

springboot和mybatis-plus的版本使用和项目一样的版本,如下:

Java
<properties>
    <java.version>1.8</java.version>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <spring-boot.version>2.7.10</spring-boot.version>
    <mybatis-plus.version>3.4.3.2</mybatis-plus.version>
</properties>
1
2
3
4
5
6
7

pom.xml内容如下:

Java
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>cn.itcast</groupId>
    <artifactId>shardingsphere-test</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>shardingsphere-test</name>
    <description>shardingsphere-test</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <spring-boot.version>2.7.10</spring-boot.version>
        <mybatis-plus.version>3.4.3.2</mybatis-plus.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!--数据库-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>8.0.32</version>
        </dependency>
        <!--mybatis-->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>${mybatis-plus.version}</version>
        </dependency>
        <!--lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.26</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.8.1</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                    <encoding>UTF-8</encoding>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <configuration>
                    <mainClass>cn.itcast.shardingsphere.ShardingsphereTestApplication</mainClass>
                    <skip>true</skip>
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>repackage</id>
                        <goals>
                            <goal>repackage</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
生成mapper和模型类 ​

使用工具基于表生成模型类和mapper

生成过程略,生成成功如下图:

img_070

配置application.yaml ​
Java
server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: shardingsphere-test
  profiles:
    active: dev

  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-01?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai&stringtype=unspecified
    username: root
    password: mysql
    type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    hikari:
      auto-commit: true
      connection-timeout: 30000
      idle-timeout: 600000
      max-lifetime: 1800000
      minimum-idle: 3
      maximum-pool-size: 10
      pool-name: HikariCP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
启动类 ​
Java
package cn.itcast.shardingsphere;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
@MapperScan("cn.itcast.shardingsphere.mapper")
public class ShardingsphereTestApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShardingsphereTestApplication.class, args);
    }

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
测试 ​

编写测试方法,向t_order表插入数据

Java
package cn.itcast.shardingsphere.mapper;

import cn.itcast.shardingsphere.model.domain.TOrder;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import java.math.BigDecimal;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

@SpringBootTest
class TOrderMapperTest {

    @Autowired
    private TOrderMapper tOrderMapper;

    @Test
    void testInsert() {
        for (long i = 0; i < 10; i++) {
            tOrderMapper.insert(new TOrder().setUserId(i).setPrice(BigDecimal.valueOf(100.0)).setStatus("ok"));
        }
    }

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

3.7.3 实现分库分表 ​

1)添加ShardingSphere-JDBC依赖 ​

下边集成 ShardingSphere-JDBC实现分库分表。

shardingsphere-jdbc用5.4.0版本

添加shardingsphere-jdbc依赖

Java
<properties>
    <java.version>1.8</java.version>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <spring-boot.version>2.7.10</spring-boot.version>
    <shardingsphere-jdbc.version>5.4.0</shardingsphere-jdbc.version>
    <snakeyaml.version>1.33</snakeyaml.version>
    <mybatis-plus.version>3.4.3.2</mybatis-plus.version>
</properties>
<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
    <artifactId>shardingsphere-jdbc-core</artifactId>
    <version>${shardingsphere-jdbc.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.yaml</groupId>
    <artifactId>snakeyaml</artifactId>
    <version>${snakeyaml.version}</version>
</dependency>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

org.yaml:用于解析ShardingSphere-JDBC的配置文件语法。

2)配置专属JDBC驱动 ​

原来我们在application.yaml中配置的JDBC驱动如下:

Java
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-01?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai&stringtype=unspecified
    username: root
    password: mysql
1
2
3
4
5

集成ShardingSphere-JDBC需要修改为ShardingSphere-JDBC提供的JDBC驱动。

屏蔽原来的datasource,改为如下:

Java
  datasource:
#    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
#    url: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-01?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai&stringtype=unspecified
    driver-class-name: org.apache.shardingsphere.driver.ShardingSphereDriver
    url: jdbc:shardingsphere:classpath:shardingsphere-jdbc-dev.yml
1
2
3
4
5

3)配置分库分表策略(重要) ​

下边配置shardingsphere-jdbc-dev.yml文件,在此文件配置分库分表的策略。

配置数据源 ​

首先配置数据源,因为目标是分两个数据库,所以配置两个数据源。

在resources下创建shardingsphere-jdbc-dev.yml文件,配置内容如下:

Java
dataSources:
  db-orders-0:
    dataSourceClassName: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    jdbcUrl: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-01?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: mysql
  db-orders-1:
    dataSourceClassName: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    jdbcUrl: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-02?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: mysql
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
配置数据分片规则 ​

下边配置数据分片规则,非常重要。

分片规则流程:

首先配置逻辑表,在逻辑表中配置数据结点、分表策略和分库策略。

配置逻辑表 ​

参考此文档查看配置项的意义:https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/user-manual/shardingsphere-jdbc/yaml-config/rules/sharding/

Java
rules:
- !SHARDING
  tables:
    t_order:
      actualDataNodes: db-orders-${0..1}.t_order_${1..2}
      tableStrategy:
        standard:
          shardingColumn: id
          shardingAlgorithmName: orders_table_inline
      databaseStrategy:
        standard:
          shardingColumn: user_id
          shardingAlgorithmName: orders_database_inline
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

t_order:逻辑表名,与模型类中指定的表名一致:

Java
@TableName("t_order")
public class Order implements Serializable {
1
2

actualDataNodes: 配置实际数据结点,由数据源+真实表名组成

tableStrategy:分表策略

shardingColumn:指定分片键,这里指定分片键为id表示根据主键进行水平分表。

  shardingAlgorithmName:分片算法名称,自定义名称,下边会单独定义此算法。

databaseStrategy:分库策略

shardingColumn:指定分片键,这里指定分片键为user_id表示根据user_id进行分库。

 shardingAlgorithmName:分片算法名称,自定义名称,下边会单独定义此算法。

配置分库分表算法 ​

与tables平级,配置shardingAlgorithms。

内容如下:

Java
rules:
- !SHARDING
  tables:
    t_order:
      actualDataNodes: db-orders-${0..1}.t_order_${1..2}
      tableStrategy:
        standard:
          shardingColumn: id
          shardingAlgorithmName: orders_table_inline
      databaseStrategy:
        standard:
          shardingColumn: user_id
          shardingAlgorithmName: orders_database_inline
  shardingAlgorithms:
    # 订单-分库算法
    orders_database_inline:
      type: INLINE
      props:
        # 分库算法表达式
        algorithm-expression: db-orders-${user_id % 2}
        # 分库支持范围查询
        allow-range-query-with-inline-sharding: true
    # 订单-分表算法
    orders_table_inline:
      type: INLINE
      props:
        # 分表算法表达式
        algorithm-expression: t_order_${id % 2 + 1}
        # 允许范围查询
        allow-range-query-with-inline-sharding: true
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

orders_database_inline:分库算法名称,对应上边配置的shardingAlgorithmName: orders_database_inline。

algorithm-expression: db-orders-${user_id % 2}: 根据 db-orders-${user_id % 2}表达式决定数据库

举例:user_id为1,通过计算user_id % 2得出1,数据库为db-orders-1

     user_id为2,通过计算user_id % 2得出0,数据库为db-orders-0

orders_table_inline:分表算法名称,对应上边配置的shardingAlgorithmName: orders_table_inline

algorithm-expression: t_order_${id % 2 + 1}: 根据 t_order_${id % 2 + 1}表达决定实际的表名。

举例:id为1,通过计算id % 2 + 1得出2,表名为:t_order_2

  id为2,通过计算id % 2 + 1得出1,表名为:t_order_1

参考文档:https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/user-manual/shardingsphere-jdbc/yaml-config/rules/sharding/

完整的配置文件内容如下:

Java
dataSources:
  db-orders-0:
    dataSourceClassName: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    jdbcUrl: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-01?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: mysql
  db-orders-1:
    dataSourceClassName: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    jdbcUrl: jdbc:mysql://192.168.101.68:3306/shardingsphere-test-02?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: mysql
rules:
- !TRANSACTION
  defaultType: BASE
- !SHARDING
  tables:
    t_order:
      actualDataNodes: db-orders-${0..1}.t_order_${1..2}
      tableStrategy:
        standard:
          shardingColumn: id
          shardingAlgorithmName: orders_table_inline
      databaseStrategy:
        standard:
          shardingColumn: user_id
          shardingAlgorithmName: orders_database_inline
  shardingAlgorithms:
    # 订单-分库算法
    orders_database_inline:
      type: INLINE
      props:
        # 分库算法表达式
        algorithm-expression: db-orders-${user_id % 2}
        # 分库支持范围查询
        allow-range-query-with-inline-sharding: true
    # 订单-分表算法
    orders_table_inline:
      type: INLINE
      props:
        # 分表算法表达式
        algorithm-expression: t_order_${id % 2 + 1}
        # 允许范围查询
        allow-range-query-with-inline-sharding: true
  # id生成器
  keyGenerators:
    snowflake:
      type: SNOWFLAKE
props:
  sql-show: true
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49

4) 插入测试 ​

首先向订单表插入10条数据,将user_id固定为1,根据分库策略数据将写入db-orders-1数据库。

根据 t_order_${id % 2 + 1}可知,根据订单id决定插入的表,订单id为偶数则插入t_order_1,奇数则插入t_order_2表。

观察日志:

首先解析逻辑SQL,现根据分片规则生成真实SQL。

Java
2024-09-26 14:05:58.239  INFO 15532 --- [           main] ShardingSphere-SQL                       : Logic SQL: INSERT INTO t_order  ( id,
user_id,
price,
status )  VALUES  ( ?,
?,
?,
? )
2024-09-26 14:05:58.239  INFO 15532 --- [           main] ShardingSphere-SQL                       : Actual SQL: db-orders-0 ::: INSERT INTO t_order_1  ( id,
user_id,
price,
status )  VALUES  (?, ?, ?, ?) ::: [1839184587743883266, 2, 5.0, WAIT_PAY]
...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

通过日志可以发现id为奇数的被插入到t_order_2表,为偶数的被插入到t_order_1表,达到预期目标。

再向订单表插入10条数据,将user_id固定为2, 根据分库策略数据将写入db-orders-0数据库。

请自行进行测试并观察结果是否符合预期。

5)查询测试 ​

编写测试方法:

根据订单id进行查询。

Java
@Test
public void testSelect(){
    //订单id
    Long id = 1L;
    //根据订单id和用户id查询订单
    List<TOrder> orders = tOrderMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<TOrder>()
            .eq(TOrder::getId, id)
    );
    System.out.println(orders);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

运行测试观察日志:

Java
2024-09-26 15:58:23.734  INFO 41948 --- [           main] ShardingSphere-SQL                       : Logic SQL: SELECT  id,user_id,price,status  FROM t_order 
 
 WHERE (id = ?)
2024-09-26 15:58:23.734  INFO 41948 --- [           main] ShardingSphere-SQL                       : Actual SQL: db-orders-0 ::: SELECT  id,user_id,price,status  FROM t_order_2 
 
 WHERE (id = ?) ::: [1]
2024-09-26 15:58:23.734  INFO 41948 --- [           main] ShardingSphere-SQL                       : Actual SQL: db-orders-1 ::: SELECT  id,user_id,price,status  FROM t_order_2 
 
 WHERE (id = ?) ::: [1]
1
2
3
4
5
6
7
8
9

为什么最终执行两条SQL?

因为ShardingSphere-JDBC也不清楚id为1数据在哪个数据库,所以会从两个数据库都去查询。

如果查询代码改为如下:

Java
@Test
public void testSelect(){
    //订单id
    Long id = 1L;
    //用户id
    Long userId = 2L;
    //根据订单id和用户id查询订单
    List<TOrder> orders = tOrderMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<TOrder>()
            .eq(TOrder::getId, id)
            .eq(TOrder::getUserId, userId)
    );
    System.out.println(orders);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

请自己运行测试,观察日志,什么生成几条SQL呢? 思考原因。

4. 读写分离 ​

4.1 介绍 ​

读写分离,简单地说是把对数据库的读和写操作分开,以对应不同的数据库服务器。主数据库提供写操作,从数据库提供读操作,这样能有效地减轻单台数据库的压力。

通过MyCat即可轻易实现上述功能,不仅可以支持MySQL,也可以支持Oracle和SQL Server。

img_071

4.2 一主一从 ​

4.2.1 原理 ​

MySQL的主从复制,是基于二进制日志(binlog)实现的。

img_072

4.2.2 准备 ​

主机角色用户名密码
192.168.200.211masterroot1234
192.168.200.212slaveroot1234

备注:主从复制的搭建,可以参考前面课程中 主从复制 章节讲解的步骤操作。

4.3 一主一从读写分离 ​

MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制。

4.3.1 schema.xml配置 ​

xml
<!-- 配置逻辑库 -->
<schema name="ITCAST_RW" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn7">
</schema>
<dataNode name="dn7" dataHost="dhost7" database="itcast" />
<dataHost name="dhost7" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0"
dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"  slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master1" url="jdbc:mysql://192.168.200.211:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" >
<readHost host="slave1" url="jdbc:mysql://192.168.200.212:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</writeHost>
</dataHost>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

上述配置的具体关联对应情况如下:

img_073

writeHost代表的是写操作对应的数据库,readHost代表的是读操作对应的数据库。 所以我们要想实现读写分离,就得配置writeHost关联的是主库,readHost关联的是从库。

而仅仅配置好了writeHost以及readHost还不能完成读写分离,还需要配置一个非常重要的负责均衡的参数 balance,取值有4种,具体含义如下:

参数
值
含义
0不开启读写分离机制 , 所有读操作都发送到当前可用的writeHost上
1全部的readHost 与 备用的writeHost 都参与select 语句的负载均衡(主要针对
于双主双从模式)
2所有的读写操作都随机在writeHost , readHost上分发
3所有的读请求随机分发到writeHost对应的readHost上执行, writeHost不负担读压
力

所以,在一主一从模式的读写分离中,balance配置1或3都是可以完成读写分离的。

4.3.2 server.xml配置 ​

配置root用户可以访问SHOPPING、ITCAST 以及 ITCAST_RW逻辑库。

xml
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">SHOPPING,ITCAST,ITCAST_RW</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

4.3.3 测试 ​

配置完毕MyCat后,重新启动MyCat。

bash
bin/mycat stop
bin/mycat start
1
2

然后观察,在执行增删改操作时,对应的主库及从库的数据变化。 在执行查询操作时,检查主库及从库对应的数据变化。

在测试中,我们可以发现当主节点Master宕机之后,业务系统就只能够读,而不能写入数据了。

img_074

那如何解决这个问题呢?这个时候我们就得通过另外一种主从复制结构来解决了,也就是我们接下来讲解的双主双从。

4.4 双主双从 ​

4.4.1 介绍 ​

一个主机 Master1 用于处理所有写请求,它的从机 Slave1 和另一台主机 Master2 还有它的从机 Slave2 负责所有读请求。当 Master1 主机宕机后,Master2 主机负责写请求,Master1 、Master2 互为备机。架构图如下:

img_075

4.4.2 准备 ​

我们需要准备5台服务器,具体的服务器及软件安装情况如下:

编号IP预装软件角色
1192.168.200.210MyCat、MySQLMyCat中间件服务器
2192.168.200.211MySQLM1
3192.168.200.212MySQLS1
4192.168.200.213MySQLM2
5192.168.200.214MySQLS2

关闭以上所有服务器的防火墙:

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

4.4.3 搭建 ​

4.4.3.1 主库配置 ​

1). Master1(192.168.200.211)

img_076

A. 修改配置文件 /etc/my.cnf

bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,默认为1
server-id=1
#指定同步的数据库
binlog-do-db=db01
binlog-do-db=db02
binlog-do-db=db03
# 在作为从数据库的时候,有写入操作也要更新二进制日志文件
log-slave-updates
1
2
3
4
5
6
7
8

B. 重启MySQL服务器

bash
systemctl  restart  mysqld
1

C. 创建账户并授权

bash
#创建itcast用户,并设置密码,该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE  USER  'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456'
;
#为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限
GRANT  REPLICATION  SLAVE  ON  *.*  TO  'itcast'@'%';
1
2
3
4
5

通过指令,查看两台主库的二进制日志坐标

sql
show  master  status ;
1

img_077

2). Master2(192.168.200.213)

img_078

A. 修改配置文件 /etc/my.cnf

bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,默认为1
server-id=3
#指定同步的数据库
binlog-do-db=db01
binlog-do-db=db02
binlog-do-db=db03
# 在作为从数据库的时候,有写入操作也要更新二进制日志文件
log-slave-updates
1
2
3
4
5
6
7
8

B. 重启MySQL服务器

bash
systemctl  restart  mysqld
1

C. 创建账户并授权

bash
#创建itcast用户,并设置密码,该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE  USER  'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456'
;
#为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限
GRANT  REPLICATION  SLAVE  ON  *.*  TO  'itcast'@'%';
1
2
3
4
5

通过指令,查看两台主库的二进制日志坐标

sql
show  master  status ;
1

img_079

4.4.3.2 从库配置 ​

1). Slave1(192.168.200.212)

img_080

A. 修改配置文件 /etc/my.cnf

bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,默认为1
server-id=2
1
2

B. 重新启动MySQL服务器

bash
systemctl  restart  mysqld
1

2). Slave2(192.168.200.214)

img_081

A. 修改配置文件 /etc/my.cnf

bash
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,默认为1
server-id=4
1
2

B. 重新启动MySQL服务器

bash
systemctl  restart  mysqld
1

4.4.3.3 从库关联主库 ​

1). 两台从库配置关联的主库

img_082

需要注意slave1对应的是master1,slave2对应的是master2。

A. 在 slave1(192.168.200.212)上执行

sql
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.211', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000002',
MASTER_LOG_POS=663;
1
2
3

B. 在 slave2(192.168.200.214)上执行

sql
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.213', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000002',
MASTER_LOG_POS=663;
1
2
3

C. 启动两台从库主从复制,查看从库状态

sql
start slave;
show  slave  status \G;
1
2

img_083

2). 两台主库相互复制

img_084

sql
Master2 复制 Master1,Master1 复制 Master2。
1

A. 在 Master1(192.168.200.211)上执行

sql
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.213', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000002',
MASTER_LOG_POS=663;
1
2
3

B. 在 Master2(192.168.200.213)上执行

sql
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.211', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000002',
MASTER_LOG_POS=663;
1
2
3

C. 启动两台从库主从复制,查看从库状态

sql
start slave;
show  slave  status \G;
1
2

img_085

经过上述的三步配置之后,双主双从的复制结构就已经搭建完成了。 接下来,我们可以来测试验证一下。

4.4.4 测试 ​

分别在两台主库Master1、Master2上执行DDL、DML语句,查看涉及到的数据库服务器的数据同步情况。

sql
create database db01;
use db01;
create table tb_user(
id int(11) not null primary key  ,
name varchar(50) not null,
sex varchar(1)
)engine=innodb default charset=utf8mb4;
insert into tb_user(id,name,sex) values(1,'Tom','1');
1
2
3
4
5
6
7
8
sql
insert into tb_user(id,name,sex) values(2,'Trigger','0');
insert into tb_user(id,name,sex) values(3,'Dawn','1');
insert into tb_user(id,name,sex) values(4,'Jack Ma','1');
insert into tb_user(id,name,sex) values(5,'Coco','0');
insert into tb_user(id,name,sex) values(6,'Jerry','1');
1
2
3
4
5
  • 在Master1中执行DML、DDL操作,看看数据是否可以同步到另外的三台数据库中。
  • 在Master2中执行DML、DDL操作,看看数据是否可以同步到另外的三台数据库中。

完成了上述双主双从的结构搭建之后,接下来,我们再来看看如何完成这种双主双从的读写分离。

4.5 双主双从读写分离 ​

4.5.1 配置 ​

MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制,通过writeType及switchType来完成失败自动切换的。

1). schema.xml

配置逻辑库:

xml
<schema name="ITCAST_RW2" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn7">
</schema>
1
2

配置数据节点:

xml
<dataNode name="dn7" dataHost="dhost7" database="db01" />
1

配置节点主机:

xml
<dataHost name="dhost7" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0"
dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"  slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="master1" url="jdbc:mysql://192.168.200.211:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" >
<readHost host="slave1" url="jdbc:mysql://192.168.200.212:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</writeHost>
<writeHost host="master2" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" >
<readHost host="slave2" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?
useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
user="root" password="1234" />
</writeHost>
</dataHost>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

具体的对应情况如下:

img_086

属性说明:

balance="1"

代表全部的 readHost 与 stand by writeHost 参与 select 语句的负载均衡,简单的说,当双主双从模式(M1->S1,M2->S2,并且 M1 与 M2 互为主备),正常情况下,M2,S1,S2 都参与 select 语句的负载均衡 ;

writeType

0 : 写操作都转发到第1台writeHost, writeHost1挂了, 会切换到writeHost2上;

1 : 所有的写操作都随机地发送到配置的writeHost上 ;

switchType

-1 : 不自动切换

1 : 自动切换

2). user.xml

配置root用户也可以访问到逻辑库 ITCAST_RW2。

xml
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">SHOPPING,ITCAST,ITCAST_RW2</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

4.5.2 测试 ​

登录MyCat,测试查询及更新操作,判定是否能够进行读写分离,以及读写分离的策略是否正确。

当主库挂掉一个之后,是否能够自动切换。

← MySQL原理/优化








如果发现文档内容有错误或排版错乱,请及时联系站长老苗修改,不胜感激。联系方式
关于我们 | 隐私政策 | 豫ICP备2026003386号-4 | 豫公网安备41010202004008号
目录

本页无章节