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Mysql分库分表（Mycat）

时间：2022-02-08 15:46:52

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Mysql分库分表（Mycat）

一.分库分表概述及Mycat的概述

1.数据切分方式

2.MyCAT概述

二.部署MyCAT服务

1.环境准备

2.配置MyCat服务器

3.分片规则

1）枚举法

2）求模法

3）全局表

一.分库分表概述及Mycat的概述

关系型数据库本身比较容易成为系统瓶颈，单机存储容量、连接数、处理能力都有限。
当单表的数据量达到1000W或100G以后，由于查询维度较多，即使添加从库、优化索引，做很多操作时性能仍下降严重。此时就要考虑对其进行切分了，切分的目的就在于减少数据库的负担，缩短查询时间。
数据库分布式核心内容无非就是数据切分（Sharding），以及切分后对数据的定位、整合。
数据切分就是将数据分散存储到多个数据库中，使得单一数据库中的数据量变小，通过扩充主机的数量缓解单一数据库的性能问题，从而达到提升数据库操作性能的目的。

1.数据切分方式

垂直（纵向）切分
垂直切分常见有垂直分库和垂直分表两种。
垂直分库就是根据业务耦合性，将关联度低的不同表存储在不同的数据库。做法与大系统拆分为多个小系统类似，按业务分类进行独立划分。
垂直分表是基于数据库中的"列"进行，某个表字段较多，可以新建一张扩展表，将不经常用或字段长度较大的字段拆分出去到扩展表中。
垂直切分的优点：
解决业务系统层面的耦合，业务清晰
对不同业务的数据进行分级管理、维护、监控、扩展等
高并发场景下，垂直切分一定程度的提升IO、数据库连接数、单机硬件资源的瓶颈
垂直切分的缺点：
部分表无法join，只能通过接口聚合方式解决，提升了开发的复杂度
分布式事务处理复杂
依然存在单表数据量过大的问题（需要水平切分）
水平（横向）切分
当一个应用难以再细粒度的垂直切分，或切分后数据量行数巨大，存在单库读写、存储性能瓶颈，这时候就需要进行水平切分了。
水平切分分为库内分表和分库分表，是根据表内数据内在的逻辑关系，将同一个表按不同的条件分散到多个数据库或多个表中，每个表中只包含一部分数据，从而使得单个表的数据量变小，达到分布式的效果。
库内分表只解决了单一表数据量过大的问题，但没有将表分布到不同机器的库上，因此对于减轻MySQL数据库的压力来说，帮助不是很大，大家还是竞争同一个物理机的CPU、内存、网络IO，最好通过分库分表来解决。
水平切分后同一张表会出现在多个数据库/表中，每个库/表的内容不同。
水平切分的优点：
不存在单库数据量过大、高并发的性能瓶颈，提升系统稳定性和负载能力
应用端改造较小，不需要拆分业务模块
水平切分的缺点：
跨分片的事务一致性难以保证
跨库的join关联查询性能较差
数据多次扩展难度和维护量极大

2.MyCAT概述

mycat是基于Java的分布式数据库系统中间件，为高并发环境的分布式存储提供解决方案
适合数据大量写入的存储需求
支持MySQL、Oracle、Sqlserver、Mongodb等
提供数据读写分离服务
提供数据分片服务
基于阿里巴巴Cobar进行研发的开源软件
分片规则
枚举法 sharding-by-intfile
固定分片 rule
范围约定 auto-sharding-long
求模法 mod-long
日期列分区法 sharding-by-date
通配取模 sharding-by-pattern
ASCII码求模通配 sharding-by-prefixpattern
编程指定 sharding-by-substring
字符串拆分hash解析 sharding-by-stringhash
一致性hash sharding-by-murmur
工作过程
解析SQL命令涉及到的表
然后看对表的配置，如果有分片规则，则获取SQL命令里分片字段的值，并匹配分片函数，获得分片列表
然后将SQL命令发往对应的数据库服务器去执行
最后收集和处理所有分片结果数据，并返回到客户端

二.部署MyCAT服务

1.环境准备

client:192.168.1.10
mycat:192.168.1.15
db1:192.168.1.11
db2:192.168.1.12
db3:192.168.1.13

2.配置MyCat服务器

部署MyCat 运行环境
[root@mycat1 ~]# yum -y install java-1.8.0-openjdk[root@mycat1 ~]# which java/usr/bin/java[root@mycat1 ~]# java -versionopenjdk version "1.8.0_222-ea"OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_222-ea-b03)OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.222-b03, mixed mode)
安装软件包
网址：http://dl.mycat.io/
[root@mycat1 ~]# tar xf Mycat-server-1.6-RELEASE-1028204710-linux.tar.gz[root@mycat1 ~]# mv mycat /usr/local/
# 设置PATH环境变量[root@mycat1 ~]# vim /etc/profile.d/mycat.shexport PATH=$PATH:/usr/local/mycat/bin[root@mycat1 ~]# source /etc/profile.d/mycat.sh
修改配置文件：设置连接账号及逻辑库
# 保持默认配置即可[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/server.xml# 该文件中用户及逻辑库的说明如下：<user name="root"><property name="password">123456</property> <property name="schemas">TESTDB</property> </user><user name="user"><property name="password">user</property><property name="schemas">TESTDB</property><property name="readOnly">true</property></user>
修改配置文件：配置数据分片
[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/schema.xml<?xml version="1.0"?><!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd"><mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/"><schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"> <table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" /> <table name="company" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" /><table name="goods" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" /><table name="hotnews" primaryKey="ID" autoIncrement="true" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="mod-long" /><table name="employee" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="sharding-by-intfile" /><table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="sharding-by-intfile"><childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"parentKey="id"><childTable name="order_items" joinKey="order_id"parentKey="id" /></childTable><childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"parentKey="id" /></table></schema><dataNode name="dn1" dataHost="mysql1" database="db1" /><dataNode name="dn2" dataHost="mysql2" database="db2" /><dataNode name="dn3" dataHost="mysql3" database="db3" /><dataHost name="mysql1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100"><heartbeat>select user()</heartbeat><writeHost host="hostM1" url="192.168.1.11:3306" user="mycatadmin"password="NSD@"></writeHost></dataHost><dataHost name="mysql2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100"><heartbeat>select user()</heartbeat><writeHost host="hostM2" url="192.168.1.12:3306" user="mycatadmin"password="NSD@"></writeHost></dataHost><dataHost name="mysql3" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100"><heartbeat>select user()</heartbeat><writeHost host="hostM3" url="192.168.1.13:3306" user="mycatadmin"password="NSD@"></writeHost></dataHost></mycat:schema>
配置数据库服务器
[root@mysql1 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> create database db1 default charset utf8mb4;mysql> grant all on *.* to mycatadmin@'%' identified by 'NSD@';[root@mysql2 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> create database db2 default charset utf8mb4;mysql> grant all on *.* to mycatadmin@'%' identified by 'NSD@';[root@mysql3 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> create database db3 default charset utf8mb4;mysql> grant all on *.* to mycatadmin@'%' identified by 'NSD@';
启动MyCat
在MyCat服务器上测试到3台数据库服务器的连接账户
# 安装mysql客户端软件[root@mycat1 ~]# yum install -y mysql-community-client[root@mycat1 ~]# mysql -h192.168.1.11 -umycatadmin -pNSD@[root@mycat1 ~]# mysql -h192.168.1.12 -umycatadmin -pNSD@[root@mycat1 ~]# mysql -h192.168.1.13 -umycatadmin -pNSD@
启动服务
[root@mycat1 ~]# mycat start[root@mycat1 ~]# netstat -tlnp | grep :8066tcp6 00 :::8066 :::*LISTEN13835/java
客户端连接测试
[root@node10 ~]# mysql -h192.168.1.15 -P8066 -uroot -p123456mysql> show databases;+----------+| DATABASE |+----------+| TESTDB |+----------+1 row in set (0.00 sec)mysql> use TESTDB;mysql> show tables;+------------------+| Tables in TESTDB |+------------------+| company|| customer || customer_addr || employee || goods || hotnews|| orders || order_items|| travelrecord|+------------------+9 rows in set (0.00 sec)

3.分片规则

1）枚举法
概述
使用sharding-by-intfile规则
决定使用枚举法的表
找到数据分片字段名
查看数据分片使用的函数名
找到函数调用的配置文件
修改函数配置文件
配置
查看使用枚举法的表
[root@mycat1 ~]# grep -B1 sharding-by-intfile /usr/local/mycat/conf/schema.xml<table name="employee" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="sharding-by-intfile" /><table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="sharding-by-intfile">
查看规则文件，得知sharding-by-intfile分片规则使用的函数
[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/rule.xml<tableRule name="sharding-by-intfile"><rule><columns>sharding_id</columns> <algorithm>hash-int</algorithm> </rule></tableRule><function name="hash-int"class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap"><property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property> </function>
修改函数配置文件，添加dn3 数据节点
[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/partition-hash-int.txt10000=0 //当sharding_id字段的值是10000时，数据存储在数据节点dn1里10010=1 //当sharding_id字段的值是10010时，数据存储在数据节点dn2里10020=2 //当sharding_id字段的值是10020时，数据存储在数据节点dn3里
重启服务
[root@mycat1 conf]# mycat restart
客户端连接分片服务器，存取数据
[root@node10 ~]# mysql -h192.168.1.15 -P8066 -uroot -p123456mysql> use TESTDB;mysql> create table employee(id int primary key, sharding_id int, name varchar(20), birth_date date);# 存储数据时必须指定字段名列表mysql> insert into employee-> (id, sharding_id, name, birth_date)-> values-> (1, 10000, 'nb', '2000-01-01'),-> (2, 10010, 'wk', '1998-10-01'),-> (3, 10020, 'plj', '2002-05-04'),-> (4, 10020, 'dmy', '1990-08-02');Query OK, 4 rows affected (0.21 sec)mysql> select * from employee;+----+-------------+------+------------+| id | sharding_id | name | birth_date |+----+-------------+------+------------+| 1 | 10000 | nb | 2000-01-01 || 2 | 10010 | wk | 1998-10-01 || 3 | 10020 | plj | 2002-05-04 || 4 | 10020 | dmy | 1990-08-02 |+----+-------------+------+------------+4 rows in set (0.09 sec)
# 分别到3台服务器上查看记录[root@mysql1 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db1;mysql> select * from employee;+----+-------------+------+------------+| id | sharding_id | name | birth_date |+----+-------------+------+------------+| 1 | 10000 | nb | 2000-01-01 |+----+-------------+------+------------+1 row in set (0.00 sec)[root@mysql2 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db2;mysql> select * from employee;+----+-------------+------+------------+| id | sharding_id | name | birth_date |+----+-------------+------+------------+| 2 | 10010 | wk | 1998-10-01 |+----+-------------+------+------------+1 row in set (0.00 sec)[root@mysql3 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db3;mysql> select * from employee;+----+-------------+------+------------+| id | sharding_id | name | birth_date |+----+-------------+------+------------+| 3 | 10020 | plj | 2002-05-04 || 4 | 10020 | dmy | 1990-08-02 |+----+-------------+------+------------+2 rows in set (0.00 sec)

2）求模法
概述
使用mod-long规则
切分规则根据配置中输入的数值n
分片规则将数据分成n份（通常dn节点也为n），从而将数据均匀的分布于各节点上
这种策略可以很好的分散数据库写的压力。比较适合于单点查询的情景
配置
查看配置文件，得知使用mod-long分片规则的表名
[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/schema.xml... ...<table name="hotnews" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"rule="mod-long" />... ...
查看规则文件，得知mod-long分片规则使用的函数
[root@mycat1 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/rule.xml<tableRule name="mod-long"><rule><columns>id</columns> <algorithm>mod-long</algorithm> </rule></tableRule><function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod"><property name="count">3</property> </function>
重启服务
[root@mycat1 ~]# mycat restartStopping Mycat-server...Stopped Mycat-server.Starting Mycat-server...
客户端连接分片服务器，存取数据
[root@node10 ~]# mysql -h192.168.1.15 -P8066 -uroot -p123456mysql> use TESTDB;mysql> create table hotnews(id int primary key, title varchar(50), content text);Query OK, 0 rows affected (0.59 sec)mysql> insert into hotnews-> (id, title, content)-> values-> (1, 'python', '讲python了'),-> (2, 'mysql', 'mysql'),-> (3, 'mysql更新', '增加全部sql语法'),-> (4, 'mysql', '基础');Query OK, 4 rows affected (0.14 sec)Records: 2 Duplicates: 0 Warnings: 0mysql> select * from hotnews;+----+--------------------+-----------------------+| id | title | content|+----+--------------------+-----------------------+| 1 | python | 讲python了|| 4 | mysql | mysql|| 2 | mysql | 基础 || 3 | mysql更新| 增加全部sql语法 |+----+--------------------+-----------------------+4 rows in set (0.07 sec)# 分别到3台服务器上查看记录[root@mysql1 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db1;mysql> select * from hotnews;+----+-------------------+-----------------------+| id | title | content|+----+-------------------+-----------------------+| 3 | mysql更新| 增加全部sql语法 |+----+-------------------+-----------------------+1 row in set (0.00 sec)[root@mysql2 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db2;mysql> select * from hotnews;+----+--------------------+-----------------------+| id | title | content|+----+--------------------+-----------------------+| 1 | python | 讲python了|| 4 | mysql | mysql|+----+--------------------+-----------------------+2 rows in set (0.00 sec)[root@mysql3 ~]# mysql -uroot -p'NSD@'mysql> use db3;mysql> select * from hotnews;+----+-------------------+-------------------+| id | title | content |+----+-------------------+-------------------+| 2 | mysql | 基础|+----+-------------------+-------------------+1 row in set (0.00 sec)

3）全局表
概述
类型为global的表存储在所有的库中
配置
查看全局表
[root@mycat1 ~]# grep goods /usr/local/mycat/conf/schema.xml<table name="goods" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" />
客户端连接分片服务器，存取数据
[root@node10 ~]# mysql -h192.168.1.15 -P8066 -uroot -p123456mysql> use TESTDB;mysql> create table goods(id int primary key auto_increment, name varchar(10));Query OK, 0 rows affected (0.61 sec)mysql> insert into goods(id, name)-> values-> (1, '奶茶'),-> (2, '矿泉水'),-> (3, '花生'),-> (4, '瓜子');Query OK, 4 rows affected (0.16 sec)Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0mysql> select * from goods;+----+-----------+| id | name|+----+-----------+| 1 | 奶茶|| 2 | 矿泉水 || 3 | 花生|| 4 | 瓜子|+----+-----------+4 rows in set (0.01 sec)
# 分别到3台服务器上查看记录[root@mysql1 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db1;mysql> select * from goods;+----+-----------+| id | name|+----+-----------+| 1 | 奶茶|| 2 | 矿泉水 || 3 | 花生|| 4 | 瓜子|+----+-----------+4 rows in set (0.00 sec)[root@mysql2 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db2;mysql> select * from goods;+----+-----------+| id | name|+----+-----------+| 1 | 奶茶|| 2 | 矿泉水 || 3 | 花生|| 4 | 瓜子|+----+-----------+4 rows in set (0.00 sec)[root@mysql3 ~]# mysql -uroot -pNSD@mysql> use db3mysql> select * from goods;+----+-----------+| id | name|+----+-----------+| 1 | 奶茶|| 2 | 矿泉水 || 3 | 花生|| 4 | 瓜子|+----+-----------+4 rows in set (0.00 sec)

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