15天学习MySQL计划（运维篇）分库分表-监控-第十四天
15天学习MySQL计划分库分表-监控-第十四天
1.介绍
1.问题分析
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加，若采用但数据进行数据存储，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都是将数据分散存储，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。
2.拆分策略
1.垂直拆分
2.水平拆分
3.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语句，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。
2.mycat概述
1.简介
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一样使用mycat，对于开发老根本感觉不到mycat的存在。
优势：
- 性能可靠稳定
- 强大的技术团队
- 体系完善
- 社区活跃
2.安装
mycat是采用Java语言开发的开源数据库中间件，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
- JDL
- mycat
- 准备JDK二进制tar包
- 解压
- 设置环境变量
- java -version 测试
- 准备MyCat包
- 解压
- 将lib下的jar包进行替换与当前JDK相同的版本
3.mycat概念
3.mycat入门
由于tb_order表中的数据量很大，磁盘IO及容量都达到了瓶颈，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：
1.部署环境
2.配置过程
- 在三个数据库创建三个相同的库名
- 创建一个用户
- 修改scheam配置文件
- 修改server文件
- 启动mycat文件
- 连接mycat服务
- 测试分表
3.分片数据库配置（scheam.xml）
[root@localhost bin]# vi /usr/local/mycat/conf/schema.xml
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="test" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="test" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="test" />
<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://192.168.2.1:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
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://192.168.2.2:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
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://192.168.2.3:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
dataHost>
mycat:schema>
4.分片用户配置（server.xml）
配置mycat的用户及用户的权限信息
[root@localhost bin]# vi /usr/local/mycat/conf/server.xml
123456
DB01
5.连接mycat测试
[root@localhost ~]# mysql -h192.168.2.1 -P8066 -uroot -p
mysql> use DB01;
mysql> 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(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');
4.mycat配置
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，分片某节点及数据源的配置。
主要包含以下三组标签
- schema标签
- datanode标签
- datahost标签
1.shcema标签
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scheam标签来进行划分。Mycat中的逻辑库的概念，等同于MySQL中的database概念，需要操作一个逻辑库下的表时，也需要切换逻辑库（use）
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标签（table）
table标签定义了mycat中逻辑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逗号分割
- 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.datanode标签
datanode标签中定义了mycat中的数据节点，也就是我们通常说的数据分片。一个datanode标签就是一个独立的数据分片。
核心属性：
- name：定义数据节点名称
- datahost：数据实例主机名称，引用自datahost标签中name属性
- database：定义分片所属数据库
4.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，第一个挂了就切换到第二个；1：写操作随机分发到配置的writehost上）
- dbdriver：数据库驱动，支持native，jdbc
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：tableTule，Function。
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
对应的系统配置项及其含义，参考资料
2.user标签
priviege权限设置字段：
dml='0000'=增 改 查 删
0为关闭，1为开启
5.mycat分片
1.垂直分表
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，可以对数据库进行拆分，原有的数据库表如下。
流程：
- 分别在三台MySQL中创建数据库（shopping）
- 修改schema.xml
- 修改server.xml
- 测试：创建表，插入数据
schema.xml内容：
DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
<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="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id" type="global"/>
<table name="tb_order_master" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="order_id" type="global"/>
<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://192.168.2.1:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
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://192.168.2.2:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
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://192.168.2.3:3306?useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=utf8" user="root" password="1234.Com" />
dataHost>
mycat:schema>
server.xml内容
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456property>
<property name="schemas">SHOPPINGproperty>
user>
2.水平分表
在业务系统中，有一张（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。
对tb_log表进行拆分
1.schema.xml配置
<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" />
2.server.xml的配置
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456property>
<property name="schemas">SHOPPING,ITCASTproperty>
user>
6.分片规则
1.范围分片
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
自定义分片范围
2.取模分片
根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结构，来决定该数据属于哪个分片。
取模分片配置
3.一致性hash
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的数据的分区位置。
一致性hash配置
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。
枚举分片配置
5.应用指定算法
运行阶段由应用自主决定路由到那个分片，直接根据字符字串（必须是数字）计算分片
应用指定算法配置
6.固定hash算法
该算法类似于十进制的求模运算，但是为二进制操作，例如，取id的二进制低10位与11111111111进行位&运算。
固定hash算法配置
7.字符串hash解析
截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出存储分片位置。
8.按天分片
按天来进行分片
9.按自然月分片
使用场景为按照月份来分片，每个自然月为一个分片
7.mycat管理与监控
1.mycat原理
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
mysql -h 192.168.2.1 -P 9066 -uroot -p123455
常用命令：
| 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 | 重载加载mycat的配置文件 |
| show @@datasource | 查看mycat的数据源信息 |
| show @@datanode | 查看mycat现有的分片系节点信息 |
| 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 |
8.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。他通过JDBC连接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zookeeper，因此需要先安装zookeeper。
- zookeeper安装
- mycat-web安装
- web访问http://192.168.2.1:8082/mycat
2.添加设备测试即可
9.总结
1.分库分表介绍
核心：将单台数据库服务器器的数据分散（垂直拆分，水平拆分）存储在多台数据库中
2.mycat概述
mycat是一个开源的分库分表的中间件
3.mycat入门
入门程序
4.mycat配置
schema.xml，rule.xml，server.xml
5.mycat分片
分片规则：范围，取模，枚举，一致性hash，固定分片hash算法，字符串hash解析算法，按天分片，按自然月分片
6.mycat管理及监控
提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用。他通过JDBC连接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zookeeper，因此需要先安装zookeeper。
- zookeeper安装
- mycat-web安装
- web访问http://192.168.2.1:8082/mycat
2.添加设备测试即可
9.总结
1.分库分表介绍
核心：将单台数据库服务器器的数据分散（垂直拆分，水平拆分）存储在多台数据库中
2.mycat概述
mycat是一个开源的分库分表的中间件
3.mycat入门
入门程序
4.mycat配置
schema.xml，rule.xml，server.xml
5.mycat分片
分片规则：范围，取模，枚举，一致性hash，固定分片hash算法，字符串hash解析算法，按天分片，按自然月分片
6.mycat管理及监控
原理，管理，监控工具