Sharding-JDBC 基础

Sharding-JDBC 是当当网开源的适用于微服务的分布式数据访问基础类库，完整的实现了分库分表，读写分离和分布式主键功能，并初步实现了柔性事务。

从 2016 年开源至今，在经历了整体架构的数次精炼以及稳定性打磨后，如今它已积累了足够的底蕴。

官方网址

Apache ShardingSphere 是一款分布式的数据库生态系统，可以将任意数据库转换为分布式数据库，并通过数据分片、弹性伸缩、加密等能力对原有数据库进行增强。

支持包括 MySQL、PostgreSQL、SQL Server、Oracle、openGauss 及其他兼容 SQL-92 标准的数据库。
Archive repository
包括：
ShardingSphere-JDBC
ShardingSphere-Proxy
ShardingSphere-Agent

一、ShardingSphere-JDBC

ShardingSphere-JDBC 定位为轻量级 Java 框架，在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。

Apache ShardingSphere-JDBC 可以通过 Java，YAML，Spring 命名空间 和 Spring Boot Starter 这 4 种方式进行配置，开发者可根据场景选择适合的配置方式。

目前仅支持 JAVA 语言

1.1 使用

1）引入 maven 依赖。

<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingspheregroupId>
    <artifactId>shardingsphere-jdbc-core-spring-boot-starterartifactId>
    <version>${latest.release.version}version>
dependency>
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2）编辑 application.yml

spring:
  shardingsphere:
    datasource:
      names: ds_0, ds_1
      ds_0:
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        jdbcUrl: jdbc:mysql://localhost:3306/demo_ds_0?serverTimezone=UTC&useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
        username: root
        password: 
      ds_1:
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        jdbcUrl: jdbc:mysql://localhost:3306/demo_ds_1?serverTimezone=UTC&useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
        username: root
        password: 
    rules:
      sharding:
        tables:
            ...

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1.2 配置

配置是 ShardingSphere-JDBC 中唯一与应用开发者交互的模块，通过它可以快速清晰的理解 ShardingSphere-JDBC 所提供的功能。

ShardingSphere-JDBC 提供了 4 种配置方式，用于不同的使用场景。 通过配置，应用开发者可以灵活的使用数据分片、读写分离、数据加密、影子库等功能，并且能够叠加使用。

混合规则配置与单一规则配置一脉相承，只是从配置单一的规则项到配置多个规则项的异同。

需要注意的是，规则项之间的叠加使用是通过数据源名称和表名称关联的。 如果前一个规则是面向数据源聚合的，下一个规则在配置数据源时，则需要使用前一个规则配置的聚合后的逻辑数据源名称； 同理，如果前一个规则是面向表聚合的，下一个规则在配置表时，则需要使用前一个规则配置的聚合后的逻辑表名称。
使用示例

1.2.1 Spring Boot Starter

1）引入 Maven 依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingspheregroupId>
    <artifactId>shardingsphere-jdbc-core-spring-boot-starterartifactId>
    <version>${shardingsphere.version}version>
dependency>
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2）配置 Spring Boot 属性
ShardingSphere-JDBC 的 Spring Boot 属性配置由 Database 名称、运行模式、数据源集合、规则集合以及属性配置组成。

# JDBC 逻辑库名称。在集群模式中，使用该参数来联通 ShardingSphere-JDBC 与 ShardingSphere-Proxy。
spring.shardingsphere.database.name= # 逻辑库名称，默认值：logic_db
spring.shardingsphere.mode.xxx= # 运行模式
spring.shardingsphere.dataSource.xxx= # 数据源集合
spring.shardingsphere.rules.xxx= # 规则集合
spring.shardingsphere.props= # 属性配置
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2.1）模式配置

spring.shardingsphere.mode.type= # 运行模式类型。可选配置：Standalone、Cluster
spring.shardingsphere.mode.repository= # 持久化仓库配置。
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二、ShardingSphere-Proxy

三、部署形态

Apache ShardingSphere 由 ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy 这 2 款既能够独立部署，又支持混合部署配合使用的产品组成。 它们均提供标准化的基于数据库作为存储节点的增量功能，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。

3.1 ShardingSphere-JDBC 独立部署

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。

• 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, HikariCP 等；
• 支持任意实现 JDBC 规范的数据库，目前支持 MySQL，PostgreSQL，Oracle，SQLServer 以及任何可使用 JDBC 访问的数据库。

3.2 ShardingSphere-Proxy 独立部署

ShardingSphere-Proxy 定位为透明化的数据库代理端，通过实现数据库二进制协议，对异构语言提供支持。 目前提供 MySQL 和 PostgreSQL 协议，透明化数据库操作，对 DBA 更加友好。

• 向应用程序完全透明，可直接当做 MySQL/PostgreSQL 使用；
• 兼容 MariaDB 等基于 MySQL 协议的数据库，以及 openGauss 等基于 PostgreSQL 协议的数据库；
• 适用于任何兼容 MySQL/PostgreSQL 协议的的客户端，如：MySQL Command Client, MySQL Workbench, Navicat 等。

3.3 混合部署架构

ShardingSphere-JDBC 采用无中心化架构，与应用程序共享资源，适用于 Java 开发的高性能的轻量级 OLTP 应用； ShardingSphere-Proxy 提供静态入口以及异构语言的支持，独立于应用程序部署，适用于 OLAP 应用以及对分片数据库进行管理和运维的场景。

四 、运行模式

Apache ShardingSphere 提供了两种运行模式，分别是单机模式和集群模式。

4.1 单机模式

能够将数据源和规则等元数据信息持久化，但无法将元数据同步至多个 Apache ShardingSphere 实例，无法在集群环境中相互感知。 通过某一实例更新元数据之后，会导致其他实例由于获取不到最新的元数据而产生不一致的错误。

适用于工程师在本地搭建 Apache ShardingSphere 环境。

4.2 集群模式

提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。 它能够提供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能力，集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储元数据和协调节点状态。

在生产环境建议使用集群模式。