今天介绍下sharding-sphere,主要介绍他的特性,分库分表的技术的详解。
(一)下载源码官网地址获取源码https://shardingsphere.apache.org/index_zh.html
下载源码因为git的包名比较长,git有可以创建4096长度的文件名,然而在windows最多是260,因为git用了旧版本的windows api,为此踩了个坑。
从github克隆一个项目下发出现了错误:
git config --global core.longpaths true
克隆项目
没选择github,毕竟国外服务器,下载还是比较慢
idea下载完毕
(二)分片的核心概念SQL核心概念逻辑表
水平拆分的数据库(表)的相同逻辑和数据结构表的总称。例:订单数据根据主键尾数拆分为10张表,分别是t_order_0到t_order_9,他们的逻辑表名为t_order。真实表
在分片的数据库中真实存在的物理表。即上个示例中的t_order_0到t_order_9。数据节点
数据分片的最小单元。由数据源名称和数据表组成,例:ds_0.t_order_0。绑定表
指分片规则一致的主表和子表。例如:t_order表和t_order_item表,均按照order_id分片,则此两张表互为绑定表关系。绑定表之间的多表关联查询不会出现笛卡尔积关联,关联查询效率将大大提升。广播表
指所有的分片数据源中都存在的表,表结构和表中的数据在每个数据库中均完全一致。适用于数据量不大且需要与海量数据的表进行关联查询的场景,例如:字典表。逻辑索引
某些数据库(如:PostgreSQL)不允许同一个库存在名称相同索引,某些数据库(如:MySQL)则允许只要同一个表中不存在名称相同的索引即可。 逻辑索引用于同一个库不允许出现相同索引名称的分表场景,需要将同库不同表的索引名称改写为索引名 + 表名,改写之前的索引名称成为逻辑索引。分片分片键
用于分片的数据库字段,是将数据库(表)水平拆分的关键字段。例:将订单表中的订单主键的尾数取模分片,则订单主键为分片字段。 SQL中如果无分片字段,将执行全路由,性能较差。 除了对单分片字段的支持,ShardingSphere也支持根据多个字段进行分片。分片算法
通过分片算法将数据分片,支持通过=、BETWEEN和IN分片。分片算法需要应用方开发者自行实现,可实现的灵活度非常高。
目前提供4种分片算法。由于分片算法和业务实现紧密相关,因此并未提供内置分片算法,而是通过分片策略将各种场景提炼出来,提供更高层级的抽象,并提供接口让应用开发者自行实现分片算法。
1.精确分片算法
对应PreciseShardingAlgorithm,用于处理使用单一键作为分片键的=与IN进行分片的场景。需要配合StandardShardingStrategy使用。
2.范围分片算法
对应RangeShardingAlgorithm,用于处理使用单一键作为分片键的BETWEEN AND进行分片的场景。需要配合StandardShardingStrategy使用。
3.复合分片算法
对应ComplexKeysShardingAlgorithm,用于处理使用多键作为分片键进行分片的场景,包含多个分片键的逻辑较复杂,需要应用开发者自行处理其中的复杂度。需要配合ComplexShardingStrategy使用。
4.Hint分片算法
对应HintShardingAlgorithm,用于处理使用Hint行分片的场景。需要配合HintShardingStrategy使用。分片策略包含分片键和分片算法,由于分片算法的独立性,将其独立抽离。真正可用于分片操作的是分片键 + 分片算法,也就是分片策略。目前提供5种分片策略。
1.标准分片策略
对应StandardShardingStrategy。提供对SQL语句中的=, IN和BETWEEN AND的分片操作支持。StandardShardingStrategy只支持单分片键,提供PreciseShardingAlgorithm和RangeShardingAlgorithm两个分片算法。PreciseShardingAlgorithm是必选的,用于处理=和IN的分片。RangeShardingAlgorithm是可选的,用于处理BETWEEN AND分片,如果不配置RangeShardingAlgorithm,SQL中的BETWEEN AND将按照全库路由处理。
2.复合分片策略
对应ComplexShardingStrategy。复合分片策略。提供对SQL语句中的=, IN和BETWEEN AND的分片操作支持。ComplexShardingStrategy支持多分片键,由于多分片键之间的关系复杂,因此并未进行过多的封装,而是直接将分片键值组合以及分片操作符透传至分片算法,完全由应用开发者实现,提供最大的灵活度。
3.行表达式分片策略
对应InlineShardingStrategy。使用Groovy的表达式,提供对SQL语句中的=和IN的分片操作支持,只支持单分片键。对于简单的分片算法,可以通过简单的配置使用,从而避免繁琐的Java代码开发,如: t_user_$->{u_id % 8} 表示t_user表根据u_id模8,而分成8张表,表名称为t_user_0到t_user_7。
4.Hint分片策略
对应HintShardingStrategy。通过Hint而非SQL解析的方式分片的策略。
5.不分片策略
对应NoneShardingStrategy。不分片的策略。配置分片规则
分片规则配置的总入口。包含数据源配置、表配置、绑定表配置以及读写分离配置等。数据源配置
真实数据源列表。表配置
逻辑表名称、数据节点与分表规则的配置。数据节点配置
用于配置逻辑表与真实表的映射关系。可分为均匀分布和自定义分布两种形式。均匀分布
指数据表在每个数据源内呈现均匀分布的态势,例如:db0
├── t_order0
└── t_order1
db1
├── t_order0
└── t_order1
那么数据节点的配置如下:db0.t_order0, db0.t_order1, db1.t_order0, db1.t_order1
自定义分布
指数据表呈现有特定规则的分布,例如:db0
├── t_order0
└── t_order1
db1
├── t_order2
├── t_order3
└── t_order4
那么数据节点的配置如下:db0.t_order0, db0.t_order1, db1.t_order2, db1.t_order3, db1.t_order4
分片策略配置
对于分片策略存有数据源分片策略和表分片策略两种维度。
1.数据源分片策略
对应于DatabaseShardingStrategy。用于配置数据被分配的目标数据源。
2.表分片策略
对应于TableShardingStrategy。用于配置数据被分配的目标表,该目标表存在与该数据的目标数据源内。故表分片策略是依赖与数据源分片策略的结果的。
两种策略的API完全相同。自增主键生成策略
通过在客户端生成自增主键替换以数据库原生自增主键的方式,做到分布式主键无重复。
(三)java连接数据库jdbc协议Java.sql.Connection 数据库连接对象。
Java.sql.DataSource 连接数据源对象。
Java.sql.Statement 编译sql sql注入。
Java.sql.PreparedStement 预编译sql。
Java.sql.ResultSet 查询返回结果。
(四)数据库定义
1.数据查询语言(DQL: Data Query Language)
数据检索语句,用于从表中获取数据。通常最常用的为保留字SELECT,并且常与FROM子句、WHERE子句组成查询SQL查询语句。
2.数据操纵语言(DML:Data Manipulation Language)
主要用来对数据库的数据进行一些操作,常用的就是INSERT、UPDATE、DELETE。
3.事务处理语言(DPL)
事务处理语句能确保被DML语句影响的表的所有行及时得以更新。TPL语句包括BEGIN TRANSACTION、COMMIT和ROLLBACK。
4.数据控制语言(DCL)
通过GRANT和REVOKE,确定单个用户或用户组对数据库对象的访问权限。
5.数据定义语言(DDL)
常用的有CREATE和DROP,用于在数据库中创建新表或删除表,以及为表加入索引等。
6.指针控制语言(CCL)
它的语句,想DECLARE CURSOR、FETCH INTO和UPDATE WHERE CURRENT用于对一个或多个表单独行的操作。
(五)sharding-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。
通过源码的方式演示了sharding-sphere,分库分表的实现,还有他的原理,不知道老铁拿到代码后跑一下看看。如果试过的老铁,麻烦在评论里面回复下。这次围绕上次分库分表,继续说下shardingShpere是如何做到的代码层面是如何实现的。分库分表写入的都是逻辑表,很多语句都是要进行改写的。
源码:https://github.com/limingios/netFuture/tree/master/源码/『互联网架构』软件架构-Sharding-Sphere特性详解(66)/shardingJdbc
(七)SQL解析
1.数据库类型dbType;
2.分库分表规则shardingRule;
3.词法分析器引擎lexerEngine;SQL语句
SELECT
a.id
a.name
FROM order a
WHERE a.id = 1解析成
实例代码@Test
public void assertParseWithoutParameter() throws SQLException {
ShardingRule shardingRule = createShardingRule();//创建分片规则
SQLParsingEngine statementParser = new SQLParsingEngine(DatabaseType.MySQL, "INSERT INTO `TABLE_XXX` (`field1`, `field2`) VALUES (10, 1)", shardingRule);//解析sql引擎
InsertStatement insertStatement = (InsertStatement) statementParser.parse();//解析sql开始
System.out.println("sql解析tables:"+insertStatement.getTables());
List list=insertStatement.getSqlTokens();
for(SQLToken sqlToken:list){
System.out.println(sqlToken);
}
System.out.println("toString:"+insertStatement.toString());
}
SQL语句拆解成TokenType的对象,
(八)SQL路由路由方式分为:单表(single)、联表(binding) 混合(mix)
经过 SQL解析、SQL路由后,产生SQL路由结果,即 SQLRouteResult。根据路由结果,生成SQL,执行SQL。
io.shardingjdbc.core.routing.router.SQLRouter#parse 解析接口
io.shardingjdbc.core.routing.router.SQLRouter#route 路由接口
DatabaseHintSQLRouter,基于数据库提示的路由器
ParsingSQLRouter,需要解析的SQL路由器
true
单表
全表查询
通过查询指定路由到表
联表联表-单库
混合
(九)SQL改写SQLRewriteEngine,SQL重写引擎,实现 SQL 改写、生成功能
(十)SQL执行解析完成sql、路由也完成了,现在进行真正执行的时候了。ExecutorEngine> sql执行引擎com.google.common.util.concurrent.ListeningExecutorService 线程池PreparedStatementExecutor>预编译sql执行器io.shardingjdbc.core.executor.ExecutorEngine#executePreparedStatementEventBus>Sql执行事件io.shardingjdbc.core.executor.event.EventExecutionType 三种类型事件
(十一)结果归集改写sql会变成多条,这个时候我们就需要把每个库查出来的结果合并。主要是:分页、分组、排序、聚合、迭代。
PS:这篇写的比较琐碎,没说太多源码只是通过图片的方式说明流程:sql语句,sql路由,sql改写,sql执行这几种方式来针对sql进行分库分表,到实战的时候好好说下吧。目前的shardingjdbc里面有个proxy,nativecat可以直接访问proxy的形式来操作逻辑表的方式,来底层操作物理表。如果分库分表比较多的话,不通过proxy来完成的话,真是一场灾难。