Java中ShardingSphere分庫分表實戰

Posted on 2021-09-24 by WalkonNet

一. 項目需求

我們做項目的時候，數據量比較大,單表千萬級別的,需要分庫分表，於是在網上搜索這方面的開源框架,最常見的就是mycat,sharding-sphere,最終我選擇後者,用它來做分庫分表比較容易上手。

二. 簡介sharding-sphere

官網地址: https://shardingsphere.apache.org/

ShardingSphere是一套開源的分佈式數據庫中間件解決方案組成的生態圈，它由Sharding-JDBC、Sharding-Proxy和Sharding-Sidecar（計劃中）這3款相互獨立的產品組成。他們均提供標準化的數據分片、分佈式事務和數據庫治理功能，可適用於如Java同構、異構語言、容器、雲原生等各種多樣化的應用場景。
ShardingSphere定位為關系型數據庫中間件，旨在充分合理地在分佈式的場景下利用關系型數據庫的計算和存儲能力，而並非實現一個全新的關系型數據庫。它與NoSQL和NewSQL是並存而非互斥的關系。NoSQL和NewSQL作為新技術探索的前沿，放眼未來，擁抱變化，是非常值得推薦的。反之，也可以用另一種思路看待問題，放眼未來，關註不變的東西，進而抓住事物本質。關系型數據庫當今依然占有巨大市場，是各個公司核心業務的基石，未來也難於撼動，我們目前階段更加關註在原有基礎上的增量，而非顛覆

sharding-jdbc 定位為輕量級Java框架，在Java的JDBC層提供的額外服務。它使用客戶端直連數據庫，以jar包形式提供服務，無需額外部署和依賴，可理解為增強版的JDBC驅動，完全兼容JDBC和各種ORM框架。

適用於任何基於Java的ORM框架，如：JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template或直接使用JDBC。基於任何第三方的數據庫連接池，如：DBCP, C3P0, BoneCP, Druid, HikariCP等。支持任意實現JDBC規范的數據庫。目前支持MySQL，Oracle，SQLServer和PostgreSQL

三. 項目實戰

本項目基於 Spring Boot 2.1.5 使用sharding-sphere + Mybatis-Plus 實現分庫分表

1. pom.xml引入依賴

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.5.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <groupId>com.xd</groupId>
    <artifactId>spring-boot-sharding-table</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>spring-boot-sharding-table</name>
    <description>基於 Spring Boot 2.1.5 使用sharding-sphere + Mybatis-Plus 實現分庫分表</description>
 
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
 
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
 
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!--mysql-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <!--Mybatis-Plus-->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>3.1.1</version>
        </dependency>
        <!--shardingsphere start-->
        <!-- for spring boot -->
        <dependency>
            <groupId>io.shardingsphere</groupId>
            <artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
        </dependency>
        <!-- for spring namespace -->
        <dependency>
            <groupId>io.shardingsphere</groupId>
            <artifactId>sharding-jdbc-spring-namespace</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
        </dependency>
        <!--shardingsphere end-->
        <!--lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.8</version>
        </dependency>
    </dependencies>
 
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
 
</project>

2. 創建數據庫和表

ds0	
  ├── user_0 	
  └── user_1 	
ds1	
  ├── user_0 	
  └── user_1

既然是分庫分表庫結構與表結構一定是一致的

數據庫: ds0

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `ds0` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci */; 
USE `ds0`; SET NAMES utf8mb4; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; 
-- ---------------------------- 
-- Table structure for user_0 -- 
---------------------------- 
DROP TABLE IF EXISTS `user_0`; 
CREATE TABLE `user_0` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4; 
-- ---------------------------- 
-- Table structure for user_1 -- 
---------------------------- 
DROP TABLE IF EXISTS `user_1`; 
CREATE TABLE `user_1` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4; 
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

數據庫: ds1

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `ds1` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci */; 
USE `ds1`; SET NAMES utf8mb4; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; 
-- ---------------------------- 
-- Table structure for user_0 -- 
---------------------------- 
DROP TABLE IF EXISTS `user_0`; 
CREATE TABLE `user_0` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4; 
-- ---------------------------- 
-- Table structure for user_1 -- 
---------------------------- 
DROP TABLE IF EXISTS `user_1`; 
CREATE TABLE `user_1` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4; 
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

3. application.properties (重點)基本是在這個文件配置的

# 數據源 ds0,ds1
sharding.jdbc.datasource.names=ds0,ds1
# 第一個數據庫
sharding.jdbc.datasource.ds0.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
sharding.jdbc.datasource.ds0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
sharding.jdbc.datasource.ds0.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/ds0?characterEncoding=utf-8&&serverTimezone=GMT%2B8
sharding.jdbc.datasource.ds0.username=root
sharding.jdbc.datasource.ds0.password=root
 
# 第二個數據庫
sharding.jdbc.datasource.ds1.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
sharding.jdbc.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
sharding.jdbc.datasource.ds1.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/ds1?characterEncoding=utf-8&&serverTimezone=GMT%2B8
sharding.jdbc.datasource.ds1.username=root
sharding.jdbc.datasource.ds1.password=root
 
# 水平拆分的數據庫（表） 配置分庫 + 分表策略 行表達式分片策略
# 分庫策略
sharding.jdbc.config.sharding.default-database-strategy.inline.sharding-column=id
sharding.jdbc.config.sharding.default-database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{id % 2}
 
# 分表策略 其中user為邏輯表 分表主要取決於age行
sharding.jdbc.config.sharding.tables.user.actual-data-nodes=ds$->{0..1}.user_$->{0..1}
sharding.jdbc.config.sharding.tables.user.table-strategy.inline.sharding-column=age
# 分片算法表達式
sharding.jdbc.config.sharding.tables.user.table-strategy.inline.algorithm-expression=user_$->{age % 2}
 
# 主鍵 UUID 18位數 如果是分佈式還要進行一個設置 防止主鍵重復
#sharding.jdbc.config.sharding.tables.user.key-generator-column-name=id
 
# 打印執行的數據庫以及語句
sharding.jdbc.config.props..sql.show=true
spring.main.allow-bean-definition-overriding=true

我這次使用配置文件方式實現分庫以及分表
以上配置說明:

邏輯表 user

水平拆分的數據庫（表）的相同邏輯和數據結構表的總稱。例：用戶數據根據主鍵尾數拆分為2張表，分別是user0到user1，他們的邏輯表名為user。

真實表

在分片的數據庫中真實存在的物理表。即上個示例中的user0到user1

分片算法:

Hint分片算法
對應HintShardingAlgorithm，用於處理使用Hint行分片的場景。需要配合HintShardingStrategy使用。

分片策略:

行表達式分片策略對應InlineShardingStrategy。使用Groovy的表達式，提供對SQL語句中的=和IN的分片操作支持，隻支持單分片鍵。對於簡單的分片算法，可以通過簡單的配置使用，從而避免繁瑣的Java代碼開發，如: user$->{id % 2} 表示user表根據id模2，而分成2張表，表名稱為user0到user_1。

自增主鍵生成策略

通過在客戶端生成自增主鍵替換以數據庫原生自增主鍵的方式，做到分佈式主鍵無重復。采用UUID.randomUUID()的方式產生分佈式主鍵。或者 SNOWFLAKE

4. 實體類

package com.zhang.shardingtable.entity;
 
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.activerecord.Model;
import groovy.transform.EqualsAndHashCode;
import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;
 
/**
 * @Classname User
 * @Description 用戶實體類
 * @Author 章國文 [email protected]
 * @Date 2019-06-28 17:24
 * @Version 1.0
 */
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = true)
@Accessors(chain = true)
@TableName("user")
public class User extends Model<User> {
 
    /**
     * 主鍵Id
     */
    private int id;
 
    /**
     * 名稱
     */
    private String name;
 
    /**
     * 年齡
     */
    private int age;
}

5. dao層

package com.zhang.shardingtable.mapper;
 
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import com.zhang.shardingtable.entity.User;
 
/**
 * user dao層
 * @author lihaodong
 */
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
 
}

6. service層以及實現類

UserService

package com.zhang.shardingtable.service;
 
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;
import com.zhang.shardingtable.entity.User;
 
import java.util.List;
 
/**
 * @Classname UserService
 * @Description 用戶服務類
 * @Author 章國文 [email protected]
 * @Date 2019-06-28 17:31
 * @Version 1.0
 */
public interface UserService extends IService<User> {
 
    /**
     * 保存用戶信息
     * @param entity
     * @return
     */
    @Override
    boolean save(User entity);
 
    /**
     * 查詢全部用戶信息
     * @return
     */
    List<User> getUserList();
}

UserServiceImpl

package com.zhang.shardingtable.service.Impl;
 
import com.baomidou.mybatisplus.core.toolkit.Wrappers;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.zhang.shardingtable.entity.User;
import com.zhang.shardingtable.mapper.UserMapper;
import com.zhang.shardingtable.service.UserService;
import org.springframework.stereotype.Service;
 
import java.util.List;
 
/**
 * @Classname UserServiceImpl
 * @Description 用戶服務實現類
 * @Author 章國文 [email protected]
 * @Date 2019-06-28 17:32
 * @Version 1.0
 */
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {
    @Override
    public boolean save(User entity) {
        return super.save(entity);
    }
 
    @Override
    public List<User> getUserList() {
        return baseMapper.selectList(Wrappers.<User>lambdaQuery());
    }
 
}

7. 控制類

package com.zhang.shardingtable.controller;
 
import com.zhang.shardingtable.entity.User;
import com.zhang.shardingtable.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
import java.util.List;
 
/**
 * @Classname UserController
 * @Description 用戶測試控制類
 * @Author 章國文 [email protected]
 * @Date 2019-06-28 17:36
 * @Version 1.0
 */
@RestController
public class UserController {
 
    @Autowired
    private UserService userService;
 
    @GetMapping("/select")
    public List<User> select() {
        return userService.getUserList();
    }
 
    @GetMapping("/insert")
    public Boolean insert(User user) {
        return userService.save(user);
    }
 
}

四. 測試

啟動項目
打開瀏覽器分別訪問:

http://localhost:8080/insert?id=1&name=lhd&age=12
http://localhost:8080/insert?id=2&name=lhd&age=13
http://localhost:8080/insert?id=3&name=lhd&age=14
http://localhost:8080/insert?id=4&name=lhd&age=15

可以在控制臺看到如下展示，表示插入成功瞭

根據分片算法和分片策略不同的id以及age取模落入不同的庫表達到瞭分庫分表的結果

有的人說查詢的話該怎麼做呢其實也幫我們做好瞭打開瀏覽器訪問:
http://localhost:8080/select

分別從ds0數據庫兩張表和ds1兩張表查詢結果然後匯總結果返回

之前有朋友問我單表數據量達千萬,想做水平分割,不分庫,也可以的吧?
是完全可以的隻要修改配置文件的配置即可非常靈活

通過代碼大傢也可以看到,我的業務層代碼和平時單表操作是一樣的,隻需要引入sh配置和邏輯表保持現有的不便即可,使用無侵入我們的代碼可以在原有的基礎上改動即可可以說是非常方便

到此這篇關於Java中ShardingSphere分庫分表實戰的文章就介紹到這瞭,更多相關ShardingSphere分庫分表內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

Java中ShardingSphere分庫分表實戰

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一. 項目需求

二. 簡介sharding-sphere

三. 項目實戰

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