数据库分库分表分片中间件——MyCat配置及使用

一、MyCat是什么

MyCat是什么呢？简而言之，MyCat就是一个数据库中间件，对数据库的请求直接连接到MyCat，MyCat再根据规则连接到后端的数据库集群。如果你不关心架构方面的事，只是纯粹的应用的话，那么你完全可以把它当做一个数据库看待。
下面摘自官方文档
从定义和分类来看，它是一个开源的分布式数据库系统，是一个实现了 MySQL 协议的的
Server，前端用户可以把它看作是一个数据库代理，用 MySQL 客户端工具和命令行访问，而其后端可以用
MySQL 原生（Native）协议与多个 MySQL 服务器通信，也可以用 JDBC 协议与大多数主流数据库服务器(包括Oracle，DB2，SqlServe，MongoDB等)通信，其核心功能是分表分库，即将一个大表水平分割为 N 个小表，存储在后端 MySQL 服务器里或者其他数据库里。

对于 DBA 来说，可以这么理解 Mycat：

Mycat 就是 MySQL Server，而 Mycat 后面连接的 MySQL Server，就好象是 MySQL 的存储引擎,如
InnoDB，MyISAM 等，因此，Mycat 本身并不存储数据，数据是在后端的 MySQL 上存储的，因此数据可靠性
以及事务等都是 MySQL 保证的，简单的说，Mycat 就是 MySQL 最佳伴侣，它在一定程度上让 MySQL 拥有了
能跟 Oracle PK 的能力。

对于软件工程师来说，可以这么理解 Mycat：

Mycat 就是一个近似等于 MySQL 的数据库服务器，你可以用连接 MySQL 的方式去连接 Mycat（除了端
口不同，默认的 Mycat 端口是 8066 而非 MySQL 的 3306，因此需要在连接字符串上增加端口信息），大多数
情况下，可以用你熟悉的对象映射框架使用 Mycat，但建议对于分片表，尽量使用基础的 SQL 语句，因为这样能
达到最佳性能，特别是几千万甚至几百亿条记录的情况下。

对于架构师来说，可以这么理解 Mycat：

Mycat 是一个强大的数据库中间件，不仅仅可以用作读写分离、以及分表分库、容灾备份，而且可以用于多
租户应用开发、云平台基础设施、让你的架构具备很强的适应性和灵活性，借助于即将发布的 Mycat 智能优化模
块，系统的数据访问瓶颈和热点一目了然，根据这些统计分析数据，你可以自动或手工调整后端存储，将不同的
表映射到不同存储引擎上，而整个应用的代码一行也不用改变。

对于MyCat想要深入全面了解的可以阅读官网的资料文档：http://www.mycat.io/document/Mycat_V1.6.0.pdf

二、什么情况下需要使用MyCat

当你开始有意的关注MyCat的时候，我想你肯定已经大概知道MyCat的作用或者你有了数据量非常大，对于存储性能扩展的担忧了。也就是说你想对数据库进行切分，分库分表。

数据的切分（Sharding）根据其切分规则的类型，可以分为两种切分模式。一种是按照不同的表（或者
Schema）来切分到不同的数据库（主机）之上，这种切可以称之为数据的垂直（纵向）切分；另外一种则是根据
表中的数据的逻辑关系，将同一个表中的数据按照某种条件拆分到多台数据库（主机）上面，这种切分称之为数
据的水平（横向）切分。
垂直切分的最大特点就是规则简单，实施也更为方便，尤其适合各业务之间的耦合度非常低，相互影响很
小，业务逻辑非常清晰的系统。在这种系统中，可以很容易做到将不同业务模块所使用的表分拆到不同的数据库
中。根据不同的表来进行拆分，对应用程序的影响也更小，拆分规则也会比较简单清晰。
水平切分于垂直切分相比，相对来说稍微复杂一些。因为要将同一个表中的不同数据拆分到不同的数据库
中，对于应用程序来说，拆分规则本身就较根据表名来拆分更为复杂，后期的数据维护也会更为复杂一些。

MyCat就是为了数据库切分而提供帮助的中间件，尤其是横向切分。

介绍就大概到这里了，下面展示下MyCat的安装，配置和简单实用。

三、安装以及配置

首先环境的准备需要jdk1.7以上，MySQL 5.5以上，环境的准备就不在这里赘述了，请自己备好。
我的安装环境选择的是Linux，Windows请下载Windows的安装包，都是直接解压的，配置文件的配置也都一样。

1.安装

去官方地址下载：
http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/
Linux选择 Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
上传到Linux服务器上，tar -xvf Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz 解压。

[mysql@localhost ~]$ ls
mycat  Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
[mysql@localhost ~]$ cd mycat/
[mysql@localhost mycat]$ ls
bin  catlet  conf  lib  logs  version.txt

可以看到mycat下的目录

Name	Academy	score
bin	程序目录	./mycat console 注：mycat 支持的命令{console start/stop/restart/status/dump}
conf	配置文件目录	server.xml 是 Mycat 服务器参数调整和用户授权的配置文件，schema.xml 是逻辑库定义和表以及分片定义的配置文件，rule.xml 是分片规则的配置文件，分片规则的具体一些参数信息单独存放为文件，也在这个目录下，配置文件修改，需要重启 Mycat 或者通过 9066 端口 reload.
lib	依赖的一些 jar 文件
logs	存放日志文件	日志存放在 logs/mycat.log 中，每天一个文件，日志的配置是在 conf/log4j.xml 中，根据自己的需要，可以调整输出级别为 debug，debug 级别下，会输出更多的信息，方便排查问题.

注意：Linux 下部署安装 MySQL，默认不忽略表名大小写，需要手动到/etc/my.cnf 下配置
lower_case_table_names=1 使 Linux 环境下 MySQL 忽略表名大小写，否则使用 MyCAT 的时候会提示找不到
表的错误！

2.环境配置

MyCAT 在 Linux 中部署启动时，首先需要在 Linux 系统的环境变量中配置 MYCAT_HOME,操作方式如下：
1) vi /etc/profile,在系统环境变量文件中增加 MYCAT_HOME=mycat安装目录
2) 执行 source /etc/profile 命令，使环境变量生效

经过以上的配置，就可以到mycat/bin 目录下执行：
./mycat start
即可启动 mycat 服务！

[root@localhost mycat]# cd bin
[root@localhost bin]# ./mycat start
Starting Mycat-server...
[root@localhost bin]#

三、简单使用

1.测试数据准备

比如我们要把User这张表横向拆分为三个，根据id取模来定位。
我们在MySQL同一个实例下建3个库，每个库都建同样的表，建库建表语句如下：

create database db01;  
create database db02;  
create database db03;  
//分别在以上三个库下建用户表  
CREATE TABLE users (  
    id INT NOT NULL,  
    name varchar(50) NOT NULL default '',  
    indate DATETIME NOT NULL default '0000-00-00 00:00:00',  
    PRIMARY KEY (id)  
)AUTO_INCREMENT= 1 ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;  

建好后应该如图：

2.MyCat配置

server.xml

server.xml中配置了mycat系统所需要的信息，这里我们只需要改一下访问的用户名、密码、schema

    name="root">
        <property name="password">123456property>
        <property name="schemas">TESTDBproperty>      
    

    name="user">
        <property name="password">userproperty>
        <property name="schemas">TESTDBproperty>
        <property name="readOnly">trueproperty>
    

这就是你的数据库客户端需要连接的配置

schema.xml

schema.xml 作为 MyCat 中重要的配置文件之一，管理着 MyCat 的逻辑库、表、分片规则、DataNode 以
及 DataSource。这里我们只展示简单应用层

    <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">  
        <table name="users" primaryKey="id" dataNode="node_db01,node_db02,node_db03" rule="idMod"/>  
    schema>  

      
    <dataNode name="node_db01" dataHost="dataHost01" database="db01" />  
    <dataNode name="node_db02" dataHost="dataHost01" database="db02" />  
    <dataNode name="node_db03" dataHost="dataHost01" database="db03" />  

      
    <dataHost name="dataHost01" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native">  
            <heartbeat>select user()heartbeat>  
            <writeHost host="server1" url="127.0.0.1:3306" user="root" password="rootroot"/>  
    dataHost>  

schema name和schema.xml中保持一致，这里为TESTDB。table配置你需要分片的表，dataNode与下面配置一致，有几个配几个，rule是路由的规则，和rules.xml中规则保持一致。最下面host配置真实数据库的地址端口用户密码。

rules.xml

rule.xml 里面就定义了我们对表进行拆分所涉及到的规则定义。我们可以灵活的对表使用不同的分片算法，
或者对表使用相同的算法但具体的参数不同。这个文件里面主要有 tableRule 和 function 这两个标签。在具体使
用过程中可以按照需求添加 tableRule 和 function。

    <tableRule name="idMod">
        <rule>
            <columns>idcolumns>
            <algorithm>mod-longalgorithm>
        rule>
    tableRule>

name 属性指定唯一的名字，用于标识不同的表规则。
内嵌的 rule 标签则指定对物理表中的哪一列进行拆分和使用什么路由算法。
columns 内指定要拆分的列名字。
algorithm 使用 function 标签中的 name 属性。连接表规则和具体路由算法。当然，多个表规则可以连接到
同一个路由算法上。table 标签内使用。让逻辑表使用这个规则进行分片。

    <function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod">
        
        <property name="count">3property>
    function>

name 指定算法的名字(mod-long中的count属性代表有几个库)
class 制定路由算法具体的类名字(这里可以自己写路由算法用来扩展)
property 为具体算法需要用到的一些属性。

3.验证

我们都配置完了，然后重启MyCat。
我们直接使用MySQL的命令来连接MyCat，端口默认是8066

[root@localhost bin]# ./mycat start
Starting Mycat-server...

[root@localhost bin]# mysql -uroot -p123456 -h127.0.0.1 -P8066 -DTESTDB
mysql> show databases;

+----------+
| DATABASE |
+----------+
| TESTDB   |
+----------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> show tables;

+------------------+
| Tables in TESTDB |
+------------------+
| users            |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

接下来我们可以往里面插数据了，查出来看一下

mysql> insert into users(id,name,indate) values(1,'lvbu',now()); 
mysql> insert into users(id,name,indate) values(2,'zhaoyun',now()); 
mysql> insert into users(id,name,indate) values(3,'dianwei',now()); 

mysql> select * from users order by id;

+----+---------+---------------------+
| id | name    | indate              |
+----+---------+---------------------+
|  1 | lvbu    | 2018-04-20 03:30:56 |
|  2 | zhaoyun | 2018-04-20 03:31:05 |
|  3 | dianwei | 2018-04-20 03:31:15 |
+----+---------+---------------------+

然后再连上后端真实MySQL数据库查看一下数据分布。

[root@localhost bin]# mysql -uroot -proot
mysql> select * from db01.users;

+----+---------+---------------------+
| id | name    | indate              |
+----+---------+---------------------+
|  3 | dianwei | 2018-04-20 03:31:15 |
+----+---------+---------------------+

mysql> select * from db02.users;

+----+------+---------------------+
| id | name | indate              |
+----+------+---------------------+
|  1 | lvbu | 2018-04-20 03:30:56 |
+----+------+---------------------+

mysql> select * from db03.users;

+----+---------+---------------------+
| id | name    | indate              |
+----+---------+---------------------+
|  2 | zhaoyun | 2018-04-20 03:31:05 |
+----+---------+---------------------+

可以看出数据均匀的分布到三张表中了，这说明我们的分片策略奏效了。

四、总结

在大型分布式系统中，随着数据量的增多，分布式数据库是大势所趋，MyCat只是提供了一个便捷的工具，但是更重要的在于分库分表的策略，路由的规则，以及有前瞻性的规划。谢谢大家观看