• 4.【Sharding-JDBC】分库分表


    4.水平分表

    前面已经介绍过,水平分表是在同一个数据库内,把同一个表的数据按一定规则拆到多个表中。在快速入门里,我们已经对水平分库进行实现,这里不再重复介绍。


    5.水平分库

    前面已经介绍过,水平分库是把同一个表的数据按一定规则拆到不同的数据库中,每个库可以放在不同的服务器上。接下来看一下如何使用Sharding-JDBC实现水平分库,咱们继续对快速入门中的例子进行完善。
    (1)将原有order_db库拆分为order_db_1、order_db_2
    在这里插入图片描述
    (2)分片规则修改
    由于数据库拆分了两个,这里需要配置两个数据源。
    分库需要配置分库的策略,和分表策略的意义类似,通过分库策略实现数据操作针对分库的数据库进行操作。

    # 定义多个数据源
    spring.shardingsphere.datasource.names = m1,m2
    
    spring.shardingsphere.datasource.m1.type = com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    spring.shardingsphere.datasource.m1.driver‐class‐name = com.mysql.jdbc.Driver
    spring.shardingsphere.datasource.m1.url = jdbc:mysql://localhost:3306/order_db_1?useUnicode=true
    spring.shardingsphere.datasource.m1.username = root
    spring.shardingsphere.datasource.m1.password = root
    
    spring.shardingsphere.datasource.m2.type = com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    spring.shardingsphere.datasource.m2.driver‐class‐name = com.mysql.jdbc.Driver
    spring.shardingsphere.datasource.m2.url = jdbc:mysql://localhost:3306/order_db_2?useUnicode=true
    spring.shardingsphere.datasource.m2.username = root
    spring.shardingsphere.datasource.m2.password = root
    ...
    # 分库策略,以user_id为分片键,分片策略为user_id % 2 + 1,user_id为偶数操作m1数据源,否则操作m2。
    spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.database‐strategy.inline.sharding‐column = user_id
    spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.database‐strategy.inline.algorithm‐expression = m$‐>{user_id % 2 + 1}
    
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    分库策略定义方式如下:

    #分库策略,如何将一个逻辑表映射到多个数据源
    spring.shardingsphere.sharding.tables.<逻辑表名称>.database‐strategy.<分片策略>.<分片策略属性名>= #分片策略属性值
    #分表策略,如何将一个逻辑表映射为多个实际表
    spring.shardingsphere.sharding.tables.<逻辑表名称>.table‐strategy.<分片策略>.<分片策略属性名>= #分片策略属性值
    
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    Sharding-JDBC支持以下几种分片策略:
    不管理分库还是分表,策略基本一样。

    • standard: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。

    • complex:符合分片策略,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。

    • inline: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 t_user_7

    • hint:Hint分片策略,对应HintShardingStrategy。通过Hint而非SQL解析的方式分片的策略。对于分片字段非SQL决定,而由其他外置条件决定的场景,可使用SQL Hint灵活的注入分片字段。例:内部系统,按照员工登录主键分库,而数据库中并无此字段。SQL Hint支持通过Java API和SQL注释(待实现)两种方式使用。

    • none:不分片策略,对应NoneShardingStrategy。不分片的策略。

    目前例子中都使用inline分片策略,若对其他分片策略细节若感兴趣,请查阅官方文档:
    https://shardingsphere.apache.org

    (3)插入测试
    修改testInsertOrder方法,插入数据中包含不同的user_id

    @Test
    public void testInsertOrder() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            orderDao.insertOrder(new BigDecimal((i + 1) * 5), 1 L, "WAIT_PAY");
        }
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            orderDao.insertOrder(new BigDecimal((i + 1) * 10), 2 L, "WAIT_PAY");
        }
    }
    
    
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    执行testInsertOrder:
    在这里插入图片描述
    通过日志可以看出,根据user_id的奇偶不同,数据分别落在了不同数据源,达到目标。

    (4)查询测试
    调用快速入门的查询接口进行测试:

    List<Map> selectOrderbyIds(@Param("orderIds")List<Long> orderIds);
    
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    通过日志发现,sharding-jdbc将sql路由到m1和m2:
    在这里插入图片描述
    问题分析:
    由于查询语句中并没有使用分片键user_id,所以sharding-jdbc将广播路由到每个数据结点。
    下边我们在sql中添加分片键进行查询。
    在OrderDao中定义接口:

    @Select({
        ""
    })
    List < Map > selectOrderbyUserAndIds(@Param("userId") Integer userId, @Param("orderIds") List < Long >
        orderIds);
    
    
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    编写测试方法:

    @Test
    public void testSelectOrderbyUserAndIds() {
        List < Long > orderIds = new ArrayList < > ();
        orderIds.add(373422416644276224 L);
        orderIds.add(373422415830581248 L);
        //查询条件中包括分库的键user_id
        int user_id = 1;
        List < Map > orders = orderDao.selectOrderbyUserAndIds(user_id, orderIds);
        JSONArray jsonOrders = new JSONArray(orders);
        System.out.println(jsonOrders);
    }
    
    
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    执行testSelectOrderbyUserAndIds:
    在这里插入图片描述
    查询条件user_id为1,根据分片策略m$->{user_id % 2 + 1}计算得出m2,此sharding-jdbc将sql路由到m2,见上图日志。


    6.垂直分库

    前面已经介绍过,垂直分库是指按照业务将表进行分类,分布到不同的数据库上面,每个库可以放在不同的服务器上,它的核心理念是专库专用。接下来看一下如何使用Sharding-JDBC实现垂直分库。
    (1)创建数据库
    创建数据库user_db

    CREATE DATABASE `user_db` CHARACTER SET 'utf8' COLLATE 'utf8_general_ci';
    
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    在user_db中创建t_user表

    DROP TABLE IF EXISTS `t_user`;
    CREATE TABLE `t_user` (
    	`user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户id',
    	`fullname` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '用户姓名',
    	`user_type` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '用户类型',
    	PRIMARY KEY (`user_id`) USING BTREE
    ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;
    
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    (2)在Sharding-JDBC规则中修改

    # 新增m0数据源,对应user_db
    spring.shardingsphere.datasource.names = m0,m1,m2
    ...
    spring.shardingsphere.datasource.m0.type = com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    
    spring.shardingsphere.datasource.m0.driver‐class‐name = com.mysql.jdbc.Driver
    spring.shardingsphere.datasource.m0.url = jdbc:mysql://localhost:3306/user_db?useUnicode=true
    spring.shardingsphere.datasource.m0.username = root
    spring.shardingsphere.datasource.m0.password = root
    
    ....
    # t_user分表策略,固定分配至m0的t_user真实表
    spring.shardingsphere.sharding.tables.t_user.actual‐data‐nodes = m$‐>{0}.t_user
    spring.shardingsphere.sharding.tables.t_user.table‐strategy.inline.sharding‐column = user_id
    spring.shardingsphere.sharding.tables.t_user.table‐strategy.inline.algorithm‐expression = t_user
    
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    (3)数据操作
    新增UserDao:

    @Mapper
    @Component
    public interface UserDao {
        /**
         * 新增用户
         * @param userId 用户id
         * @param fullname 用户姓名
         * @return
         */
        @Insert("insert into t_user(user_id, fullname) value(#{userId},#{fullname})")
        int insertUser(@Param("userId") Long userId, @Param("fullname") String fullname);
        /**
         * 根据id列表查询多个用户
         * @param userIds 用户id列表
         * @return
         */
        @Select({
            ""
        })
        List < Map > selectUserbyIds(@Param("userIds") List < Long > userIds);
    }
    
    
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    (4)测试
    新增单元测试方法:

    @Test
    public void testInsertUser() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Long id = i + 1 L;
            userDao.insertUser(id, "姓名" + id);
        }
    }
    @Test
    public void testSelectUserbyIds() {
        List < Long > userIds = new ArrayList < > ();
        userIds.add(1 L);
        userIds.add(2 L);
        List < Map > users = userDao.selectUserbyIds(userIds);
        System.out.println(users);
    }
    
    
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    执行testInsertUser:
    在这里插入图片描述
    通过日志可以看出t_user表的数据被落在了m0数据源,达到目标。
    执行testSelectUserbyIds:
    在这里插入图片描述
    通过日志可以看出t_user表的查询操作被落在了m0数据源,达到目标。


    7.公共表

    公共表属于系统中数据量较小,变动少,而且属于高频联合查询的依赖表。参数表、数据字典表等属于此类型。可以将这类表在每个数据库都保存一份,所有更新操作都同时发送到所有分库执行。接下来看一下如何使用Sharding-JDBC实现公共表。

    (1)创建数据库
    分别在user_db、order_db_1、order_db_2中创建t_dict表:

    CREATE TABLE `t_dict` (
    	`dict_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '字典id',
    	`type` varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '字典类型',
    	`code` varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '字典编码',
    	`value` varchar(50) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '字典值',
    	PRIMARY KEY (`dict_id`) USING BTREE
    ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;
    
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    (2)在Sharding-JDBC规则中修改

    # 指定t_dict为公共表
    spring.shardingsphere.sharding.broadcast‐tables=t_dict
    
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    (3)数据操作
    新增DictDao:

    @Mapper
    @Component
    public interface DictDao {
        /**
         * 新增字典
         * @param type 字典类型
         * @param code 字典编码
         * @param value 字典值
         * @return
         */
        @Insert("insert into t_dict(dict_id,type,code,value) value(#{dictId},#{type},#{code},# {
            value
        })
        ")
        int insertDict(@Param("dictId") Long dictId, @Param("type") String type, @Param("code") String code, @Param("value") String value);
        /**
         * 删除字典
         * @param dictId 字典id
         * @return
         */
        @Delete("delete from t_dict where dict_id = #{dictId}")
        int deleteDict(@Param("dictId") Long dictId);
    }
    
    
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    (4)字典操作测试
    新增单元测试方法:

    @Test
    public void testInsertDict() {
        dictDao.insertDict(1 L, "user_type", "0", "管理员");
        dictDao.insertDict(2 L, "user_type", "1", "操作员");
    }
    @Test
    public void testDeleteDict() {
        dictDao.deleteDict(1 L);
        dictDao.deleteDict(2 L);
    }
    
    
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    执行testInsertDict:
    在这里插入图片描述
    通过日志可以看出,对t_dict的表的操作被广播至所有数据源。
    测试删除字典,观察是否把所有数据源中该 公共表的记录删除。

    (5)字典关联查询测试
    字典表已在各各分库存在,各业务表即可和字典表关联查询。
    定义用户关联查询dao:
    在UserDao中定义:

    /**
     * 根据id列表查询多个用户,关联查询字典表
     * @param userIds 用户id列表
     * @return
     */
    @Select({
        ""
    })
    List < Map > selectUserInfobyIds(@Param("userIds") List < Long > userIds);
    
    
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    定义测试方法:

    @Test
    public void testSelectUserInfobyIds() {
        List < Long > userIds = new ArrayList < > ();
        userIds.add(1 L);
        userIds.add(2 L);
        List < Map > users = userDao.selectUserInfobyIds(userIds);
        JSONArray jsonUsers = new JSONArray(users);
        System.out.println(jsonUsers);
    }
    
    
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    执行测试方法,查看日志,成功关联查询字典表:
    在这里插入图片描述

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