前言

數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表除了使用中間件來(lái)代理請(qǐng)求分發(fā)之外，另外一種常見(jiàn)的方法就是在客戶端層面來(lái)分庫(kù)分表 —— 通過(guò)適當(dāng)?shù)匕b客戶端代碼使得分庫(kù)分表的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)操作代碼編寫起來(lái)也很方便。本文的分庫(kù)分表方案基于 MyBatis 框架，但是又不同于市面上常用的方案，它們一般都是通過(guò)編寫復(fù)雜的 MyBatis 插件來(lái)重寫 SQL 語(yǔ)句，這樣的插件代碼會(huì)巨復(fù)雜無(wú)比，可能最終只有插件的原作者自己可以完全吃透相關(guān)代碼，給項(xiàng)目的維護(hù)性帶來(lái)一定問(wèn)題。本文的方案非常簡(jiǎn)單易懂，而且也不失使用上的便捷性。它的設(shè)計(jì)哲學(xué)來(lái)源于 Python —— Explicit is better than Implicit，也就是顯式優(yōu)于隱式，它不會(huì)將分庫(kù)分表的過(guò)程隱藏起來(lái)。

很多分庫(kù)分表的設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)上會(huì)盡量將分庫(kù)分表的邏輯隱藏起來(lái)，其實(shí)這是毫無(wú)必要的。使用者必須知道背后確實(shí)進(jìn)行了分庫(kù)分表，否則他怎么會(huì)無(wú)法進(jìn)行全局的索引查找？他怎么會(huì)無(wú)法隨意進(jìn)行多表的 join 操作。如果你真的將它當(dāng)成單表來(lái)用，到上線時(shí)必然會(huì)出大問(wèn)題。

項(xiàng)目名稱叫：shardino，項(xiàng)目地址：https://github.com/pyloque/shardino

接下來(lái)我們來(lái)看看在本文的方案之下，數(shù)據(jù)庫(kù)操作代碼的形式是怎樣的帖子表一共分出來(lái) 64 個(gè)表，不同的記錄會(huì)各自分發(fā)到其中一個(gè)表，可以是按 hash 分發(fā)，也可以按照日期分發(fā)，分發(fā)邏輯由用戶代碼自己來(lái)決定。在不同的環(huán)境中可以將分表數(shù)量設(shè)置為不同的值，比如在單元測(cè)試下分表設(shè)為 4 個(gè)，而線上可能需要設(shè)置為 64 個(gè)。

帖子表又會(huì)被分配到多個(gè)庫(kù)，這里就直接取模分配。假設(shè)有 4 個(gè)帖子庫(kù)，帖子表總共分出來(lái) 64 個(gè)表，分別是 post_0、post_1、post_2 一直到 post_63。那么 post_0、post_4、post_8 等分配到 0 號(hào)庫(kù)，post_1、post_5、post_9 等分配到 1 號(hào)庫(kù)，post_2、post_6、post_10 等分配到 2 號(hào)庫(kù)，post_3、post_5、post_11 等分配到 4 號(hào)庫(kù)。

從配置文件中構(gòu)建 MySQLGroupStore 數(shù)據(jù)庫(kù)組對(duì)象，這個(gè)對(duì)象是我們執(zhí)行 MySQL 操作的入口，通過(guò)它可以找到具體的物理的 MySQL 主從數(shù)據(jù)源。

配置文件 application.properties 如下

這里的數(shù)據(jù)庫(kù)組是由多個(gè)對(duì)等的 Master-Slaves 對(duì)構(gòu)成，每個(gè) Master-Slaves 是由一個(gè)主庫(kù)和多個(gè)不同權(quán)重的從庫(kù)構(gòu)成，Master-Slaves 對(duì)的數(shù)量就是分庫(kù)的數(shù)量。

mysqlgroup 還有一個(gè)特殊的配置選項(xiàng) slaveEnabled 來(lái)控制是否需要從庫(kù)，從而關(guān)閉讀寫分離，默認(rèn)是關(guān)閉的，這樣就不會(huì)去構(gòu)建從庫(kù)實(shí)例相關(guān)對(duì)象。

post_k 這張表后綴 k 我們稱之為 partition number，也就是后續(xù)代碼中到處在用的 partition 變量，表明當(dāng)前的記錄被分配到對(duì)應(yīng)物理數(shù)據(jù)表的序號(hào)。我們需要根據(jù)記錄的內(nèi)容計(jì)算出 partition number，再根據(jù) partition number 決定出這條記錄所在的物理表屬于那個(gè)物理數(shù)據(jù)庫(kù)，然后對(duì)這個(gè)物理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作。

在本例中，帖子表按照 userId 字段 hash 出 64 張表，平均分配到 2 對(duì)物理庫(kù)中，每個(gè)物理庫(kù)包含一個(gè)主庫(kù)和2個(gè)從庫(kù)。

有了 MySQLGroupStore 實(shí)例，我們就可以盡情操縱所有數(shù)據(jù)庫(kù)了。

從上面的代碼中可以看出所有的讀寫、創(chuàng)建、刪除表操作的第一步都是計(jì)算出 partition number，然后根據(jù)它來(lái)選出目標(biāo)主從庫(kù)再進(jìn)一步對(duì)目標(biāo)的數(shù)據(jù)表進(jìn)行操作。這里我默認(rèn)開啟了autocommit，所以不需要顯式來(lái) session.commit() 了。

在對(duì)數(shù)據(jù)表的操作過(guò)程中，又需要將具體的 partition number 傳遞過(guò)去，如此 MyBatis 才能知道具體操作的是哪個(gè)分表。

在每一條數(shù)據(jù)庫(kù)操作中都必須帶上 partition 參數(shù)，你可能會(huì)覺(jué)得這有點(diǎn)繁瑣。但是這也很直觀，它明確地告訴我們目前正在操作的是哪一個(gè)具體的分表。在 MyBatis 的注解 Mapper 類中，如果方法含有多個(gè)參數(shù)，需要使用 @Param 注解進(jìn)行名稱標(biāo)注，這樣才可以在 SQL 語(yǔ)句中直接使用相應(yīng)的注解名稱。否則你得使用默認(rèn)的變量占位符名稱 param0、param1 來(lái)表示，這就很不直觀。我們將分表的 hash 算法寫在實(shí)體類 Post 中，這里使用 CRC32 算法進(jìn)行 hash。

代碼中的 partitionFor 方法的參數(shù) num 就是一共要分多少表。如果是按日期來(lái)分表，這個(gè)參數(shù)可能就不需要，直接返回日期的整數(shù)就行比如 20190304。

還有最后一個(gè)問(wèn)題是多個(gè)帶權(quán)重的從庫(kù)是如何做到概率分配的。這里就要使用到 spring-jdbc 自帶的 AbstractRoutingDataSource —— 帶路由功能的數(shù)據(jù)源。它可以包含多個(gè)子數(shù)據(jù)源，然后根據(jù)一定的策略算法動(dòng)態(tài)挑選出一個(gè)數(shù)據(jù)源來(lái)，這里就是使用權(quán)重隨機(jī)。

但是有個(gè)問(wèn)題，我這里只需要這一個(gè)類，但是需要引入整個(gè) spring-boot-jdbc-starter 包，有點(diǎn)拖泥帶水的感覺(jué)。我研究了一下 AbstractRoutingDataSource 類的代碼，發(fā)現(xiàn)它的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，如果就仿照它自己實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單版的，這樣就不需要引入整個(gè)包代碼了。

還需進(jìn)一步深入理解其實(shí)現(xiàn)代碼的可以將 shardino 代碼倉(cāng)庫(kù)拉到本地跑一跑

里面有單元測(cè)試可以運(yùn)行起來(lái)，運(yùn)行之前需要確保本機(jī)安裝了 docker 環(huán)境

這條指令會(huì)啟動(dòng)2對(duì)主從庫(kù)，各1主兩從。在本例中雖然用到了 springboot ，其實(shí)也只是用了它方便的依賴注入和單元測(cè)試功能，shardino 完全可以脫離 springboot 而獨(dú)立存在。shardino 并不是一個(gè)完美的開源庫(kù)，它只是一份實(shí)現(xiàn)代碼的樣板，如果讀者使用的是其它數(shù)據(jù)庫(kù)或者 MySQL 的其它版本，那就需要自己微調(diào)一下代碼來(lái)適配了。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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