1 介绍
随着互联网及移动互联网的发展,应用系统的数据量也是成指数式增长,若采用单数据库进行数据存储,存在以下性能瓶颈:
- IO瓶颈:热点数据太多,数据库缓存不足,产生大量磁盘IO,效率较低。 请求数据太多,带宽不够,网络IO瓶颈。
- CPU瓶颈:排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会耗费大量的CPU资源,请求数太多,CPU出现瓶颈。
分库分表的中心思想:将数据分散存储,使得单一数据库/表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。
1.2 拆分策略
分库分表的形式,主要是两种:垂直拆分和水平拆分。而拆分的粒度,一般又分为分库和分表。
所以组成的拆分策略最终如下:
1.3 垂直拆分
1)垂直分库
垂直分库:以表为依据,根据业务 将不同的表 拆分到不同库中。
特点:
- 每个库的表结构都不一样。
- 每个库的数据也不一样。
- 所有库的并集是全量数据。
2)垂直分表
垂直分表:以字段为依据,根据字段属性 将不同字段 拆分到不同表中。
特点:
- 每个表的结构都不一样。
- 每个表的数据也不一样,一般通过一列(主键/外键)关联。
- 所有表的并集是全量数据。
1.4 水平拆分
1)水平分库
水平分库:以字段为依据,按照一定策略,将一个库的数据拆分到多个库中。
特点:- 每个库的表结构都一样。
- 每个库的数据都不一样。
- 所有库的并集是全量数据。
2)水平分表
水平分表:以字段为依据,按照一定策略,将一个表的数据拆分到多个表中。
特点:
- 每个表的表结构都一样。
- 每个表的数据都不一样。
- 所有表的并集是全量数据。
1. 5 实现技术
- shardingJDBC:基于AOP原理,在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截,解析、改写、路由处理。需要自行编码配置实现,只支持java语言,性能较高。
- MyCat:数据库分库分表中间件,不用调整代码即可实现分库分表,支持多种语言,性能不及前者。
注:这里选择的是MyCat数据库中间件,通过MyCat中间件来完成分库分表操作。
2 MyCat概述
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。
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。
需要在准备好的服务器中安装如下软件:
- MySQL
- JDK
- Mycat
1)JDK安装
(1)上传安装包
使用Xftp将jdk的二进制发布包上传到Linux虚拟机上,查看上传的安装包:
(2)解压安装包
执行如下指令,将上传上来的压缩包进行解压,并通过-C参数指定解压文件存放目录为 /usr/local:
(3)配置环境变量
使用vim命令修改/etc/profile文件,在文件末尾加入如下配置:
为了使更改的配置立即生效,需要重新加载profile文件:
使用Xftp将jdk的二进制发布包上传到Linux虚拟机上,查看上传的安装包:
(2)解压安装包
执行如下指令,将上传上来的压缩包进行解压,并通过-C参数指定解压文件存放目录为 /usr/local:
tar -zxvf jdk-8u171-linux-x64.tar.gz -C /usr/local
(3)配置环境变量
使用vim命令修改/etc/profile文件,在文件末尾加入如下配置:
JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_171 PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH(4)重新加载profile文件
为了使更改的配置立即生效,需要重新加载profile文件:
source /etc/profile(5)检查安装是否成功
java -version
2)MyCat安装
(1)上传Mycat压缩包到服务器Mycat-server-1.6.7.3-release-20210913163959-linux.tar.gz(2) 解压MyCat的压缩包
tar -zxvf Mycat-server-1.6.7.3-release-20210913163959-linux.tar.gz -C /usr/local/
2.4 目录介绍
- 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
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。
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。
3 MyCat入门
3.1 需求
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:
3.2 环境准备
准备3台服务器:(并且3台数据库中创建数据库db01)
- 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。
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 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&serverTimezone=Asia/Shanghai&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&serverTimezone=Asia/Shanghai&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&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234" /> </dataHost> </mycat:schema>
2)server.xml
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,而user用户访问DB01逻辑库是只读。
<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>
3.4 测试
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:
#启动 bin/mycat start #停止 bin/mycat stop
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:
2)测试
(1)连接MyCat。
通过如下指令,就可以连接并登陆MyCat:
mysql -h 192.168.200.210 -P 8066 -uroot -p123456
可以通过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:
CREATE TABLE TB_ORDER ( id BIGINT(20) NOT NULL, 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');
测试结果:经过测试发现,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。
4 MyCat配置
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、数据源的配置。
主要包含以下三组标签:
- schema标签
- datanode标签
- datahost标签
1)schema标签
(1)schema 定义逻辑库
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,通过 schema 标签来划分不同的逻辑库。
注: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。
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。
2)datanode标签
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)datahost标签
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。
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。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
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:
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:
在测试权限操作时,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下的schema下的table标签的dml属性中配置 逻辑表的权限。
5 MyCat分片
5.1 垂直拆分
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。
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:
2)准备
准备三台服务器,IP地址如图所示:
并且在 192.168.200.210、192.168.200.213、192.168.200.214 上面创建数据库shopping。
3)配置
(1)schema.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"/> <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&serverTimezone=Asia/Shanghai&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&serverTimezone=Asia/Shanghai&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&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234" /> </dataHost>
(2)server.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>
4)测试
(1)上传测试SQL脚本到服务器的/root目录。
(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。
source /root/shopping-table.sql source /root/shopping-insert.sql
(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,执行以下多表联查的SQL语句时,可以正常查询出数据。
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;
(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:
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;
但是存在一个问题,订单相关的表 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?
测试结果:SQL语句执行报错。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 订单以及省市区的表结构,造成SQL语句失败,报错。
解决方法:使用全局表。5)全局表
对于省、市、区/县,表tb_areas_provinces、tb_areas_city 、tb_areas_region 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。
(1)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中创建该表。对于当前配置来说,也就意味着所有的节点中都有该表了。
<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"/>
(2)配置完毕后,重新启动MyCat。
(3)删除原来每一个数据库服务器中的所有表结构。
(4)通过source指令,导入表及数据。
source /root/shopping-table.sql source /root/shopping-insert.sql
(5)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。
(6)然后再次执行上面的多表联查的SQL语句。
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;
当在MyCat中更新全局表的时可以看到,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。
5.2 水平拆分
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。
2)准备
准备三台服务器,具体的结构如下:
并且,在三台数据库服务器中分表创建一个数据库itcast。
2)配置
(1)schema.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" />
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。
<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>
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。
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; 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.controller.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.controller.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','2022-01-0618:16:45','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.controller.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.controller.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.controller.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.controller.UserController','find','29',2);
5.3 分片规则
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。
(2)配置
schema.xml逻辑表配置:
<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
schema.xml数据节点配置:
<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" /> <dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" /> <dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />
rule.xml分片规则配置:
<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>
分片规则配置属性含义:
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:
# range start-end ,data node index # K=1000,M=10000. 0-500M=0 500M-1000M=1 1000M-1500M=2
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 ;
注:该分片规则,主要是针对于 数字类型的字段 适用。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。
(2)配置
schema.xml逻辑表配置:
<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />
schema.xml数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml分片规则配置:
<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>
分片规则属性说明如下:
注:该分片规则,主要是针对于 数字类型的字段 适用。
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。
(2)配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 一致性hash --> <table name="tb_order" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-murmur" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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>
分片规则属性含义:
(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。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'); 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');
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。
(2)配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 枚举 --> <table name="tb_user" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-intfile-enumstatus" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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>
partition-hash-int.txt 中内容如下 :
1=0 2=1 3=2
分片规则属性含义:
(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。
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); 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);
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。
(2)配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 应用指定算法 --> <table name="tb_app" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-substring" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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>
分片规则属性含义:
(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。
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');
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。
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:
<!-- 固定分片hash算法 --> <table name="tb_longhash" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-long-hash" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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>
分片规则属性含义:
约束 :
- 分片长度:默认最大2^10,即1024 ;
- 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 :
(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。
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');
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。
(2)配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 字符串hash解析算法 --> <table name="tb_strhash" dataNode="dn4,dn5" rule="sharding-by-stringhash" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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>
分片规则属性含义:
示例说明:
(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。
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());
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。
(2)配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 按天分片 --> <table name="tb_datepart" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-date" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<tableRule name="sharding-by-date"> <rule> <columns>create_time</columns> <algorithm>sharding-by-date</algorithm> </rule> </tableRule> <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。 -->
分片规则属性含义:
(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。
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');
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。
2). 配置
schema.xml中逻辑表配置:
<!-- 按自然月分片 --> <table name="tb_monthpart" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-month" />
schema.xml中数据节点配置:
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" /> <dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" /> <dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />
rule.xml中分片规则配置:
<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。 -->
分片规则属性含义:
(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。
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');
6 MyCat管理及监控
6.1 MyCat原理
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。
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:
mysql -h 192.168.200.210 -p 9066 -uroot -p123456
6.3 MyCat-eye
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。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。
2)zookeeper安装
(1)上传安装包
zookeeper-3.4.6.tar.gz(2)解压
tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr/local/(3)创建数据存放目录
cd /usr/local/zookeeper-3.4.6/ mkdir data(4)修改配置文件名称并配置
cd config mv zoo_sample.cfg zoo.cfg(5)配置数据存放目录
dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.6/data(6)启动Zookeeper
bin/zkServer.sh start bin/zkServer.sh status
3)Mycat-web安装
(1)上传安装包Mycat-web.tar.gz(2)解压
tar -zxvf Mycat-web.tar.gz -C /usr/local/(3)目录介绍
etc ----> jetty配置文件 lib ----> 依赖jar包 mycat-web ----> mycat-web项目 readme.txt start.jar ----> 启动jar start.sh ----> linux启动脚本(4)启动
sh start.sh(5)访问
http://192.168.200.210:8082/mycat注:如果Zookeeper与Mycat-web不在同一台服务器上 , 需要设置Zookeeper的地址 。在/usr/local/mycat-web/mycat-web/WEB-INF/classes/mycat.properties文件中配置 :
4)访问
http://192.168.200.210:8082/mycat
5)配置
(1)开启MyCat的实时统计功能(server.xml)
<property name="useSqlStat">1</property> <!-- 1为开启实时统计、0为关闭 -->
(2)在Mycat监控界面配置服务地址
5)测试
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。
(1)性能监控
(2)物理节点
(3)SQL统计
(4)SQL表分析
(5)SQL监控
(6)高频SQL