ShardingSphere


初识ShardingSphere

了解

 我们先来学两个单词,虽然我知道这两个单词谁都认识。:scream:

 sharding:  分片;分区;分库分表

 sphere:   范围;球体; 包围;     /sfɪr/

  :point_right: ShardingSphere官网


介绍

Apache ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈,它由 JDBCProxySidecar(规划中)这 3 款相互独立,却又能够混合部署配合使用的产品组成。 它们均提供标准化的数据分片分布式事务和数据库治理功能,可适用于如 Java 同构异构语言云原生等各种多样化的应用场景。

Apache ShardingSphere 定位为关系型数据库中间件,旨在充分合理地在分布式的场景下利用关系型数据库的计算和存储能力,而并非实现一个全新的关系型数据库。 它通过关注不变,进而抓住事物本质。关系型数据库当今依然占有巨大市场,是各个公司核心业务的基石,未来也难于撼动,我们目前阶段更加关注在原有基础上的增量,而非颠覆。

Apache ShardingSphere 5.x 版本开始致力于可插拔架构,项目的功能组件能够灵活的以可插拔的方式进行扩展。 目前,数据分片读写分离多数据副本数据加密影子库压测等功能,以及 MySQLPostgreSQLSQLServerOracle 等 SQL 与协议的支持,均通过插件的方式织入项目。 开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。Apache ShardingSphere 目前已提供数十个 SPI 作为系统的扩展点,仍在不断增加中。

 ShardingSphere 已于2020年4月16日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。


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

 Sharding-JDBC的核心功能为数据分片和读写分离,通过Sharding-JDBC,应用可以透明的使用jdbc访问已经分库分表、读写分离的多个数据源,而不用关心数据源的数量以及数据如何分布。

 Sharding-JDBC的主要目的是简化对分库分表之后数据相关操作

  • 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, Druid, HikariCP 等。
  • 支持任意实现 JDBC 规范的数据库,目前支持 MySQL,Oracle,SQLServer,PostgreSQL 以及任何遵循 SQL92 标准的数据库。


ShardingSphere-Proxy

 定位为透明化的数据库代理端,提供封装了数据库二进制协议的服务端版本,用于完成对异构语言的支持。 目前提供 MySQL 和 PostgreSQL 版本,它可以使用任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的访问客户端(如:MySQL Command Client, MySQL Workbench, Navicat 等)操作数据,对 DBA 更加友好。

  • 向应用程序完全透明,可直接当做 MySQL/PostgreSQL 使用。
  • 适用于任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的的客户端。

分库分表介绍

什么是分库分表

 数据库中的数据量不一定是可控的,在未进行分库分表的情况下,随着时间和业务的发展,库中的表会越来越多,表中的数据量也会越来越大,相应地,数据操作,增删改查的开销也会越来越大;另外,由于无法进行分布式式部署,而一台服务器的资源(CPU、磁盘、内存、IO 等)是有限的,最终数据库所能承载的数据量、数据处理能力都将遭遇瓶颈

 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==。

例子

   初始的数据库设计


   要想提高性能,有两种方案

     1. 硬件上的提高(提高cpu,提高内存,提高硬盘…但是指标不治本)

     2. 分库分表(看下图)


分库分表的方式

 数据库的切分指的是通过某种特定的条件,将我们存放在同一个数据库中的数据分散存放到多个数据库(主机)中,以达到分散单台设备负载的效果,即分库分表。

 数据的切分根据其切分规则的类型,可以分为 垂直切分 和水平切分。

  1. 垂直切分: ==把单一的表拆分成多个表,并分散到不同的数据库(主机)上==。

  2. 水平切分:==根据表中数据的逻辑关系,将表中的数据按照某种条件拆分到多台数据库上==


垂直拆分

简单介绍

 一个数据库有多个表构成,每个表对应不同的业务,垂直切分是==只按照业务将表进行分类==,将其分布到不同的数据库上,这样就将数据分担到了不同的库上(专库专用)


数据库垂直拆分例子

 有如下几张表:

   • 用户信息表(User)

   • 订单信息表(Orders)

 针对以上案例,垂直切分就是根据每个表的不同业务进行切分。

 比如 User 表, Orders 表,将每个表切分到不同的数据库上。


数据库表垂直拆分例子


优点

  1. 拆分后业务清晰。

  2. 系统之间进行整合或扩展很容易。

  3. 按照成本、应用的等级、应用的类型等奖表放到不同的机器上,便于管理,数据维护简单


缺点

  1. 部分业务表无法关联(Join), 只能通过接口方式解决,提高了系统的复杂度。

  2. 受每种业务的不同限制,存在单库性能瓶颈,不易进行数据扩展和提升性能。

  3. 事务处理变得复杂。


水平拆分

简单介绍

 与垂直切分对比,水平切分不是将表进行分类,而是将其==按照某个字段的某种规则分散到多个库中==,在每个表中包含一部分数据,所有表加起来就是全量的数据。

 简单来说,我们可以将对数据的水平切分理解为按照数据行进行切分,就是将表中的某些行切分到一个数据库表中,而将其他行切分到其他数据库表中。

 这种切分方式根据单表的数据量的规模来切分,保证单表的容量不会太大,从而保证了单表的查询等处理能力

 例如将用户的信息表拆分成 User1、User2 等,表结构是完全一样的。我们通常根据某些特定的规则来划分表,比如根据用户的 ID 来取模划分。


数据库水平拆分例子

 在博客类系统中,读取量一般都会很大。当同时有 100 万个用户在浏览时,如果是单表,则单表会进行 100 万次请求,如果是单库,数据库就会承受 100 万次的请求压力。如果采取水平切分来减少每个单表的压力,将其分为 100 个表,并且分布在 10 个数据库中,每个表进行 1 万次请求,则每个数据库会承受 10 万次的请求压力,虽然这不可能绝对平均,但是这样,压力就减少了很多,并且是成倍减少的。


数据库表水平拆分例子


优点

  1. 单库单表的数据保持在一定的量级,有助于性能的提高。

  2. 切分的表的结构相同,应用层改造较少,只需要增加路由规则即可。

  3. 提高了系统的稳定性和负载能力


缺点

  1. 切分后,数据是分散的,很难利用数据库的 Join 操作,跨库 Join 性能较差。

  2. 分片事务的一致性难以解决,数据扩容的难度和维护量极大。


拆分前的思考

 数据拆分前其实是要首先做准备工作的,然后才是开始数据拆分

  1. 第一步:采用分布式缓存redis、memcached等降低对数据库的读操作。
  2. 第二步:如果缓存使用过后,数据库访问量还是非常大,可以考虑数据库读、写分离原则。
  3. 第三步:当我们使用读写分离、缓存后,数据库的压力还是很大的时候,这就需要使用到数据库拆分了。

数据库拆分原则:就是指通过某种特定的条件,按照某个维度,将我们存放在同一个数据库中的数据分散存放到多个数据库(主机)上面以达到分散单库(主机)负载的效果。


思考步骤

  1. 优先考虑缓存降低对数据库的读操作。

  2. 再考虑读写分离,降低数据库写操作。

  3. 最后开始数据拆分,切分模式: 首先垂直(纵向)拆分、再次水平拆分。

  4. 首先考虑按照业务垂直拆分。

  5. 再考虑水平拆分:先分库(设置数据路由规则,把数据分配到不同的库中)

  6. 最后再考虑分表,单表拆分到数据1000万以内。


分库分表带来的问题

 综上所述,垂直切分和水平切分的共同点如下:

  • 存在跨节点 Join 的问题。

  • 存在跨节点合并排序、分页的问题。

  • 存在多数据源管理的问题


ShardingSphere-JDBC

简单介绍

 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

 Sharding-JDBC的核心功能为数据分片读写分离,通过Sharding-JDBC,应用可以透明的使用jdbc访问已经分库分表、读写分离的多个数据源,而不用关心数据源的数量以及数据如何分布。

  Sharding-JDBC的主要目的是简化对分库分表之后数据相关操作

  • 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, Druid, HikariCP 等。
  • 支持任意实现 JDBC 规范的数据库,目前支持 MySQL,Oracle,SQLServer,PostgreSQL 以及任何遵循 SQL92 标准的数据库。


环境搭建

maven依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>com.baomidou</groupId>
        <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        <version>3.3.1</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.1.20</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
        <artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>4.0.0-RC1</version>
    </dependency>
</dependencies>

yml基本配置

server:
  port: 8081

spring:
  application:
    name: user-service
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  datasource:
    username: root
    password: root
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/manager?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    initialSize: 5
    minIdle: 5
    maxActive: 20
    maxWait: 60000
    timeBetweenEvictionRunsMillis: 60000
    minEvictableIdleTimeMillis: 30000
    validationQuery: select 'x';
    testWhileIdle: true
    testOnBorrow: false
    testOnReturn: false
    poolPreparedStatements: true
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    filters: stat,wall,slf4j
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=5000
    useGlobalDataSourceStat: true



mybatis-plus:
  global-config:
    db-config:
      table-prefix: tb_
      id-type: assign_id
      logic-delete-field: deleted 
      logic-delete-value: 1  
      logic-not-delete-value: 0  

logging:
  level:
    test.codekiller.top.testshardingjdbc: debug

水平分表

建表

CREATE TABLE `tb_course_1` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '课程id',
    `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '课程名称',
    `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '课程的用户id',
    `status` varchar(10)  NOT NULL COMMENT '状态',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

CREATE TABLE `tb_course_2` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '课程id',
    `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '课程名称',
    `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '课程的用户id',
    `status` varchar(10)  NOT NULL COMMENT '状态',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

实体类

/**
 * @author codekiller
 * @date 2020/7/12 0:44
 * @Description 课程实体类
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Course {

    @TableId
    private Long cid;

    private String name;

    private Long userId;

    private String status;

    @Version
    private Long version;

    private Boolean deleted;

}

mapper

public interface CourseMapper extends BaseMapper<Course1> {
}

分片配置

 :point_right:打开官网

#shardingjdbc分片策略
#配置数据源,给数据源配置名字,可配置多个,eg:ds0,ds1
spring.shardingsphere.datasource.names=ds0

#这里因为只有一个数据源,配置一个数据源的信息就行了
spring.shardingsphere.datasource.ds0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds0.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds0.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds0.password=jiang

#指定tb_course表的分布情况,使用行内表达式配置表在哪个数据库里面,表名称是什么。
# 如果有12个,就是${1..12}。如果有两个数据原ds$->{0..1}.t_course_$->{1..2}
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.actual-data-nodes=ds0.tb_course_$->{1..2}

#指定course表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.type=SNOWFLAKE

# 指定分片策略,约定id值的偶数加到tb_course_1,奇数加到tb_course_2表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.sharding-column= id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.algorithm-expression=tb_course_$->{id%2+1}

#代开sql输出日志
spring.shardingsphere.props.sql.show=true
  • 我这里只配置了一个数据源,多个数据源配置请看:point_right:分库
  • 配置中的ds0是数据源名称,tb_course是表的名称

测试(报错)

插入
@Autowired
private CourseMapper courseMapper;

@Test
void contextLoads() {
    Course course = new Course();
    course.setId(null);
    course.setName("数学");
    course.setStatus("3");
    course.setUserId(123L);
    this.courseMapper.insert(course);

}

 点击运行,你会发现==报了一个错误==


​ 其实报这个错的原因也很好分析,因为我数据库里有两张表,而我们只有一个实体类,造成同一个实体类无法对应两张表。因此需要添加配置spring.main.allow-bean-definition-overriding=true


 修改好配置后,继续运行。查看结果

  • id为偶数的数据在表1中
  • id为奇数的数据在表2中

查询
List<Course> courses  = this.courseMapper.selectList(new QueryWrapper<Course>().lambda().eq(Course::getName, "数学"));
courses.forEach(course -> System.out.println(course));

 结果


删除
int result = this.courseMapper.deleteById(1285130867717615617L);

 结果


水平分库

create DATABASE sharding_sphere_2;
use sharding_sphere_2;
CREATE TABLE `tb_course_1` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '课程id',
    `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '课程名称',
    `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '课程的用户id',
    `status` varchar(10)  NOT NULL COMMENT '状态',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

CREATE TABLE `tb_course_2` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '课程id',
    `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '课程名称',
    `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '课程的用户id',
    `status` varchar(10)  NOT NULL COMMENT '状态',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;


分片配置

#shardingjdbc分片策略
#配置数据源,给数据源配置名字,可配置多个,eg:ds0,ds1
spring.shardingsphere.datasource.names=ds1,ds2

#这里因为有两个数据源,需要配置两个数据源的信息
spring.shardingsphere.datasource.ds1.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds1.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_1?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds1.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds1.password=jiang

spring.shardingsphere.datasource.ds2.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds2.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds2.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_2?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds2.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds2.password=jiang

#指定tb_course表的分布情况,配置表在哪个数据库里面,表名称是什么。
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.actual-data-nodes=ds$->{1..2}.tb_course_$->{1..2}

#指定course表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.type=SNOWFLAKE

# 指定数据库的分片策略,分库。约定id是偶数添加到ds1,奇数添加到ds2
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.sharding-column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{id%2+1}

# 指定表分片策略,分表,约定id值的偶数加到tb_course_1,奇数加到tb_course_2表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.sharding-column= id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.algorithm-expression=tb_course_$->{id%2+1}


#代开sql输出日志
spring.shardingsphere.props.sql.show=true

测试

插入
Course course = new Course();
course.setId(null);
course.setName("数学");
course.setStatus("3");
course.setUserId(123L);
this.courseMapper.insert(course);

 结果


 查看数据库

因为分片策略的原因,只有两个表会有数据

查询
List<Course> courses  = this.courseMapper.selectList(new QueryWrapper<Course>().lambda().eq(Course::getName, "数学"));

 结果

<br?

删除
int result = this.courseMapper.deleteById(1285143985013338114L);

 结果


垂直分库(专库专表)

建表

CREATE TABLE `tb_user` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '用户id',
    `username` varchar(100) NOT NULL COMMENT '用户名',
    `status` varchar(50) NOT NULL COMMENT '状态',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

实体类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User {
    private Long id;

    private String username;

    private String status;

    @Version
    private Long version;

    private Boolean deleted;
}

mapper

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

配置

#shardingjdbc分片策略
#配置数据源,给数据源配置名字,可配置多个
spring.shardingsphere.datasource.names=ds1,ds2

#这里因为有两个数据源,需要配置两个数据源的信息
spring.shardingsphere.datasource.ds1.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds1.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_1?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds1.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds1.password=jiang

spring.shardingsphere.datasource.ds2.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds2.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds2.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_2?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds2.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds2.password=jiang

#指定tb_course表的分布情况,配置表在哪个数据库里面,表名称是什么。
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.actual-data-nodes=ds$->{1..2}.tb_course_$->{1..2}
#垂直分库,单库单表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.actual-data-nodes=ds1.tb_user

#指定course表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.type=SNOWFLAKE
#指定user表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.type=SNOWFLAKE

# 指定数据库的分片策略,分库。约定id是偶数添加到ds1,奇数添加到ds2
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.sharding-column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{id%2+1}

# 指定表分片策略,分表,约定id值的偶数加到tb_course_1,奇数加到tb_course_2表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.sharding-column= id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.algorithm-expression=tb_course_$->{id%2+1}

#代开sql输出日志
spring.shardingsphere.props.sql.show=true

这里和水平分库进行了一个整合


测试

插入
User user=new User();
user.setId(null);
user.setStatus("管理员");
user.setUsername("李四");
this.userMapper.insert(user);

 结果


查询


删除
int result = this.userMapper.deleteById(1285152631994642434L);

 结果


公共表

 (1) 存储固定数据的表,表数据很少发生变化,查询时候经常进行关联

 (2) 在每个数据库中创建出相同结构公共表

建表

CREATE TABLE `tb_udict` (
    `id` bigint(64) NOT NULL COMMENT '用户id',
    `status` varchar(50) NOT NULL COMMENT '状态',
    `value` varchar(100) NOT NULL COMMENT '值',
    `version` bigint(20) DEFAULT '0' COMMENT '版本,乐观锁',
    `deleted` tinyint(1) DEFAULT '0' COMMENT '逻辑删除,1删除,0没删除',
    PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;


配置文件

#shardingjdbc分片策略
#配置数据源,给数据源配置名字,可配置多个
spring.shardingsphere.datasource.names=ds1,ds2

#这里因为有两个数据源,需要配置两个数据源的信息
spring.shardingsphere.datasource.ds1.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds1.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_1?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds1.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds1.password=jiang

spring.shardingsphere.datasource.ds2.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds2.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds2.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_2?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds2.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds2.password=jiang

#指定tb_course表的分布情况,配置表在哪个数据库里面,表名称是什么。
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.actual-data-nodes=ds$->{1..2}.tb_course_$->{1..2}
#垂直分库,单库单表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.actual-data-nodes=ds1.tb_user

#指定course表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.key-generator.type=SNOWFLAKE
#指定user表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.type=SNOWFLAKE
#配置公共表
spring.shardingsphere.sharding.binding-tables=tb_udict
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_udict.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_udict.key-generator.type=SNOWFLAKE

# 指定数据库的分片策略,分库。约定id是偶数添加到ds1,奇数添加到ds2
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.sharding-column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{id%2+1}

# 指定表分片策略,分表,约定id值的偶数加到tb_course_1,奇数加到tb_course_2表
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.sharding-column= id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_course.table-strategy.inline.algorithm-expression=tb_course_$->{id%2+1}


#代开sql输出日志
spring.shardingsphere.props.sql.show=true

测试

插入
Udict udict=new Udict();
udict.setId(null);
udict.setStatus("1");
udict.setValue("普通用户");
this.udictMapper.insert(udict);

 结果


查询
List<Udict> udicts = this.udictMapper.selectList(new QueryWrapper<Udict>().lambda().eq(Udict::getStatus, "1"));
udicts.forEach(udict -> System.out.println(udict));

 结果

查询到了两条数据


删除
int result = this.udictMapper.deleteById(1285184037734981633L);

 结果

两个表的数据都进行了删除


读写分离

读写分离基本概念

 为了确保数据库产品的稳定性,很多数据库拥有双机热备功能。也就是,第一台数据库服务器,是对外提供增删改业务的生产服务器;第二台数据库服务器,主要进行读的操作。原理:让主数据库( master )处理事务性增、改、删操作,而从数据库( slave )处理SELECT查询操作。


原理

主从复制:当主服务器有写入(增删改)语句的时候,从服务器自动获取。

读写分离:增删改语句操作一台服务器,查询语句操作另一台服务器


Sharding-JDBC 通过 sql 语句语义分析,实现读写分离过程,不会做数据同步。它提供透明化读写分离,让使用方尽量像使用一个数据库一样使用主从数据库集群。


操作

启动两台服务器
  1. 复制之前的mysql文件夹


  1. 修改复制之后mysql配置文件

  • 修改端口

  • 修改文件的路径(安装和数据目录)

  1. 在win上面安装服务
mysqld install mysqls1 --defaults-file="E:\Mysql\mysql-5.7.27-winx64 - 2\my.ini"

#如果想删除服务的话,执行
sc delete 服务名称

注意以管理员的身份运行

  1. 启动服务


配置mysql中的主从复制
  1. 在主服务器配置文件(my.ini)中配置
    • 在最下方增加配置
#开启日志
log-bin = mysql-bin
#设置服务id,主从不能一致
server-id = 1 
#设置需要同步的数据库
binlog-do-db=user_db 
#屏蔽系统库同步
binlog-ignore-db=mysql
binlog-ignore-db=information_schema
binlog-ignore-db=performance_schema
  1. 在从服务器配置文件(my.ini)中配置
    • 在最下方增加配置
#开启日志
log-bin = mysql-bin
#设置服务id,主从不能一致
server-id = 2 
#设置需要同步的数据库
replicate_wild_do_table=sharding_sphere.%
#屏蔽系统库同步
replicate_wild_ignore_table=mysql.%
replicate_wild_ignore_table=information_schema.%
replicate_wild_ignore_table=performance_schema.%

  1. 重启两台服务器的服务


创建用于主从服务的账号
#切换至主库bin目录,登录主库
mysql ‐h localhost ‐u root ‐p
#授权主备复制专用账号
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'db_sync'@'%' IDENTIFIED BY 'db_sync'; 
#刷新权限
FLUSH PRIVILEGES;
#确认位点 记录下文件名以及位点
show master status;


设置从库向主库同步数据、并检查连接
#切换至从库bin目录,登录从库
mysql ‐h localhost ‐P 3307 ‐u root ‐p
#先停止同步
STOP SLAVE;
#修改从库指向到主库,使用上一步记录的文件名以及位点
CHANGE MASTER TO
master_host = 'localhost',
master_user = 'db_sync',
master_password = 'db_sync',
master_log_file = 'mysql‐bin.000034',
master_log_pos = 154;
#启动同步
#查看从库状态Slave_IO_Runing和Slave_SQL_Runing都为Yes说明同步成功,如果不为Yes,请检查error_log,然后排查相关异常。
show slave status\G 
#注意 如果之前此备库已有主库指向 需要先执行以下命令清空
STOP SLAVE IO_THREAD FOR CHANNEL '';
reset slave all;
  • master_log_file = ‘mysql‐bin.000034’, 是上方截图的File
  • master_log_pos = 154;是上方截图的Position
  • show slave status\G查看是否是yes



配置文件

#shardingjdbc分片策略
#配置数据源,给数据源配置名字,可配置多个
spring.shardingsphere.datasource.names=ds1,ds2,ds0,s0

spring.shardingsphere.datasource.ds0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds0.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.ds0.username=jiang
spring.shardingsphere.datasource.ds0.password=jiang


#ds2数据源的从服务器
spring.shardingsphere.datasource.s0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
#spring.shardingsphere.datasource.s0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.s0.url=jdbc:mysql://localhost:3307/sharding_sphere?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.s0.username=root
spring.shardingsphere.datasource.s0.password=jcl5412415845

# 主库从库逻辑数据源定义 (设置主服务器和从服务器,并起名)
spring.shardingsphere.sharding.master‐slave‐rules.ms0.master-data-source-name=ds0
spring.shardingsphere.sharding.master‐slave‐rules.ms0.slave-data-source-names=s0

spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.actual-data-nodes=ms0.tb_user

#指定user表里面主键id生成策略 雪花算法
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.column=id
spring.shardingsphere.sharding.tables.tb_user.key-generator.type=SNOWFLAKE

只显示了主要配置



ShardingSphere-Proxy

介绍

 定位为透明化的数据库代理端,提供封装了数据库二进制协议的服务端版本,用于完成对异构语言的支持。 目前提供 MySQL 和 PostgreSQL 版本,它可以使用任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的访问客户端(如:MySQL Command Client, MySQL Workbench, Navicat 等)操作数据,对 DBA 更加友好。

  • 向应用程序完全透明,可直接当做 MySQL/PostgreSQL 使用。
  • 适用于任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的的客户端。


下载

https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/downloads/#%E5%85%A8%E9%83%A8%E7%89%88%E6%9C%AC



修改jar包

将lib下的包后缀全部换成jar

修改文件

  • 进入 conf 目录,修改文件 server.yaml,打开两段内容注释

    authentication:
      users:
        root:
          password: root
        sharding:
          password: sharding 
          authorizedSchemas: sharding_db
    
    props:
      max.connections.size.per.query: 1
      acceptor.size: 16  # The default value is available processors count * 2.
      executor.size: 16  # Infinite by default.
      proxy.frontend.flush.threshold: 128  # The default value is 128.
        # LOCAL: Proxy will run with LOCAL transaction.
        # XA: Proxy will run with XA transaction.
        # BASE: Proxy will run with B.A.S.E transaction.
      proxy.transaction.type: LOCAL
      proxy.opentracing.enabled: false
      proxy.hint.enabled: false
      query.with.cipher.column: true
      sql.show: false
      allow.range.query.with.inline.sharding: false
  • 进入 conf 目录,修改 config-sharding.yaml

需要添加mysq驱动


dataSources:
  ds_0:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
    username: jiang
    password: jiang
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50

shardingRule:
  tables:
    t_order:
      actualDataNodes: ds_${0}.tb_order_${1..2}
      tableStrategy:
        inline:
          shardingColumn: order_id
          algorithmExpression: tb_order_${order_id % 2+1}
      keyGenerator:
        type: SNOWFLAKE
        column: order_id
  bindingTables:
    - tb_order
  defaultDatabaseStrategy:
    inline:
      shardingColumn: user_id
      algorithmExpression: ds_${0}
  defaultTableStrategy:
    none:

以水平分表为例

启动

#默认是3307端口,可以自行指定
start.bat 3308

如果出现未找到类的情况,应该是jar包问题,请修改lib下所有包的后缀为jar


连接数据库

mysql  -P3308 -u root -p
  • 3308是启动端口
  • 用户名为root,密码也是root,在配置文件中指定了


代理数据库中的库

与我们配置中设置的一样



水平分表

建表

CREATE TABLE `tb_order_1` (
  `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) NOT NULL COMMENT '订单状态',
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC;

CREATE TABLE `tb_order_2` (
  `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) NOT NULL COMMENT '订单状态',
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC;

配置文件

dataSources:
  ds_0:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
    username: jiang
    password: jiang
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50

shardingRule:
  tables:
    t_order:
      actualDataNodes: ds_${0}.tb_order_${1..2}
      tableStrategy:
        inline:
          shardingColumn: order_id
          algorithmExpression: tb_order_${order_id % 2+1}
      keyGenerator:
        type: SNOWFLAKE
        column: order_id
  bindingTables:
    - tb_order
  defaultDatabaseStrategy:
    inline:
      shardingColumn: user_id
      algorithmExpression: ds_${0}
  defaultTableStrategy:
    none:

连接数据库

mysql  -P3308 -u root -p

 查看数据库和数据表

可以看到我们这里只有一个t_order的表,而不是tb_order1和tb_order2两个表。至于为什么会是t_order而不是tb_order,看了一眼配置,我在tables里设置的就是t_order


操作

插入
insert into t_order values(1,10.0,1123,'管理员');
insert into t_order values(2,10.0,1123,'管理员');
insert into t_order values(3,10.0,1123,'管理员');
insert into t_order values(4,10.0,1123,'管理员');

 查看


查询


水平分库

建表

CREATE TABLE `tb_order_1` (
  `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) NOT NULL COMMENT '订单状态',
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC;

CREATE TABLE `tb_order_2` (
  `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) NOT NULL COMMENT '订单状态',
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC;

配置


dataSources:
  ds_0:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_1?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
    username: jiang
    password: jiang
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50
  ds_1:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/sharding_sphere_2?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC
    username: jiang
    password: jiang
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50

shardingRule:
  tables:
    tb_order:
      actualDataNodes: ds_${0,1}.tb_order_${1..2}
      tableStrategy:
        inline:
          shardingColumn: order_id
          algorithmExpression: tb_order_${order_id % 2+1}
      keyGenerator:
        type: SNOWFLAKE
        column: order_id
  bindingTables:
    - tb_order
  defaultDatabaseStrategy:
    inline:
      shardingColumn: user_id
      algorithmExpression: ds_${user_id%2}
  defaultTableStrategy:
    none:

启动并连接数据库

start.bat 3308

mysql  -P3308 -u root -p

 查看数据库和数据表


操作

插入
insert into tb_order values(1,10.0,1123,'管理员');
insert into tb_order values(2,10.0,1123,'管理员');
insert into tb_order values(3,10.0,1123,'管理员');
insert into tb_order values(4,10.0,1123,'管理员');
insert into tb_order values(5,10.0,1124,'管理员');
insert into tb_order values(6,10.0,1124,'管理员');
insert into tb_order values(7,10.0,1124,'管理员');
insert into tb_order values(8,10.0,1124,'管理员');


查询


文章作者: 小莫の咕哒君
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