MySQL运维之分库分表(二)

一枝梧桐 知识技能 11

MyCat配置

schema.xml

schema.xml 作为 MyCat 中最重要的配置文件之一,涵盖了 MyCat 的逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点及数据源的配置。

主要包含以下三组标签:

  • schema 标签

  • datanode 标签

  • datahost 标签

schema标签

1、schema 定义逻辑库

schema 标签用于定义 MyCat 实例中的逻辑库,一个 MyCat 实例中, 可以有多个逻辑库,可以通过 schema 标签来划分不同的逻辑库。MyCat 中的逻辑库的概念,等同于 MySQL 中的 database 概念,需要操作某个逻辑库下的表时, 也需要切换逻辑库(use xxx)。

核心属性:

  • name:指定自定义的逻辑库库名

  • checkSQLschema:在 SQL 语句操作时指定了数据库名称,执行时是否自动去除;true:自动去除,false:不自动去除

  • sqlMaxLimit:如果未指定 limit 进行查询,列表查询模式查询多少条记录

2、schema 中的table定义逻辑表

table 标签定义了 MyCat 中逻辑库 schema 下的逻辑表,所有需要拆分的表都需要在 table 标签中定义。

核心属性:

  • name:定义逻辑表表名,在该逻辑库下唯一

  • dataNode:定义逻辑表所属的 dataNode ,该属性需要与 dataNode 标签中 name 对应;多个 dataNode 逗号分隔

  • rule:分片规则的名字,分片规则名字是在 rule.xml 中定义的

  • primaryKey:逻辑表对应真实表的主键

  • type:逻辑表的类型,目前逻辑表只有全局表和普通表,如果未配置,就是普通表;全局表,配置为 global

 datanode标签

核心属性:

  • name:定义数据节点名称

  • dataHost:数据库实例主机名称,引用自 dataHost 标签中 name 属性

  • database:定义分片所属数据库

 datahost标签

该标签在 MyCat 逻辑库中作为底层标签存在,直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。

核心属性:

  • name:唯一标识,供上层标签使用

  • maxCon/minCon:最大连接数/最小连接数

  • balance:负载均衡策略,取值 0,1,2,3

  • writeType:写操作分发方式(0:写操作转发到第一个writeHost,第一个挂了,切换到第二个;1:写操作随机分发到配置的writeHost)

  • dbDriver:数据库驱动,支持 native、jdbc

rule.xml

rule.xml 中定义所有拆分表的规则, 在使用过程中可以灵活的使用分片算法, 或者对同一个分片算法使用不同的参数, 它让分片过程可配置化。主要包含两类标签:tableRule、Function。

server.xml

server.xml 配置文件包含了 MyCat 的系统配置信息,主要有两个重要的标签:system、user.

1、system 标签

主要配置 MyCat 中的系统配置信息,对应的系统配置项及其含义,如下:

属性取值含义
charsetutf8设置Mycat的字符集, 字符集需要与MySQL的字符集保持一致
nonePasswordLogin0,10 为需要密码登陆、1 为不需要密码登陆,默认为 0,设置为 1 则需要指定默认账户
useHandshakeV100,1使用该选项主要的目的是为了能够兼容高版本的jdbc驱动, 是否采用HandshakeV10Packet来与client进行通信, 1:是, 0:否
useSqlStat0,1

开启SQL实时统计, 1 为开启 , 0 为关闭;开启之后, MyCat会自动统计SQL语句的执行情况 ;mysql -h 127.0.0.1 -P 9066 -u root -p 查看MyCat执行的SQL, 执行效率比较低的SQL,SQL的整体执行情况、读写比例等; show @@sql; show @@sql.slow; show @@sql.sum;

useGlobleTableCheck0,1是否开启全局表的一致性检测。1 为开启,0 为关闭。
sqlExecuteTimeout1000SQL 语句执行的超时时间,单位为 s
sequnceHandlerType0,1,2用来指定Mycat全局序列类型,0 为本地文件,1 为数据库方式,2 为时间戳列方式,默认使用本地文件方式,文件方式主要用于测试
sequnceHandlerPattern正则表达式必须带有 MYCATSEQ 或者 mycatseq进入序列匹配流程 注意MYCATSEQ_有空格的情况
subqueryRelationshipChecktrue,false子查询中存在关联查询的情况下,检查关联字段中是否有分片字段,默认 false
useCompression0,1开启mysql压缩协议,0:关闭, 1:开启 fakeMySQLVersion 5.5,5.6 设置模拟的MySQL版本号
defaultSqlParser
由于MyCat的最初版本使用了FoundationDB
processors1,2....

指定系统可用的线程数量, 默认值为CPU核心 x 每个核心运行线程数量;

 processors 会影响processorBufferPool,processorBufferLocalPercent,processorExecutor属性, 所有, 在性能调优时, 可以适当地修改processors值

processorBufferChunk
指定每次分配Socket Direct Buffer默认值为 4096 字节, 也会影响BufferPool长度,如果一次性获取字节过多而导致buffer不够用, 则会出现警告, 可以调大该值
processorExecutor

指定NIOProcessor上共享businessExecutor固定线程池的大小;

MyCat把异步任务交给 businessExecutor线程池中, 在新版本的MyCat中这个连接池使用频次不高, 可以适当地把该值调小

packetHeaderSize
指定MySQL协议中的报文头长度, 默认 4 个字节
maxPacketSize
指定MySQL协议可以携带的数据最大大小, 默认值为16M
idleTimeout30指定连接的空闲时间的超时长度;如果超时,将关闭资源并回收, 默认 30 分钟
txIsolation1,2,3,4初始化前端连接的事务隔离级别,默认为 REPEATED_READ , 对应数字为 3 READ_UNCOMMITED=1;READ_COMMITTED=2;REPEATED_READ=3;SERIALIZABLE=4;
sqlExecuteTimeout300执行SQL的超时时间, 如果SQL语句执行超时,将关闭连接; 默认 300 秒;
serverPort8066定义MyCat的使用端口, 默认 8066
managerPort9066定义MyCat的管理端口, 默认 9066

2、user标签

配置 MyCat 中的用户、访问密码,以及用户针对于逻辑库、逻辑表的权限信息,具体的权限描述方式及配置说明如下:

在测试权限操作时,我们只需要将 privileges 标签的注释放开。在 privileges 下的 schema 标签中配置的 dml 属性配置的是逻辑库的权限。 在privileges 的 schema 下的 table标签的 dml 属性中配置逻辑表的权限。

MyCat 分片

垂直拆分

 场景

在业务系统中, 涉及以下表结构 ,但是由于用户与订单每天都会产生大量的数据, 单台服务器的数据存储及处理能力是有限的, 可以对数据库表进行拆分, 原有的数据库表如下。

现在考虑将其进行垂直分库操作,将商品相关的表拆分到一个数据库服务器,订单表拆分的一个数据库服务器,用户及省市区表拆分到一个服务器。最终结构如下:

准备

准备三台服务器,IP 地址如图所示:

并且在 192.168.200.210、192.168.200.213,、192.168.200.214 上面创建数据库 shopping.

3.5.1.3 配置

1、schema.xml


<schema name="SHOPPING" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
  <table name="tb_goods_base" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
  <table name="tb_goods_brand" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
  <table name="tb_goods_cat" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
  <table name="tb_goods_desc" dataNode="dn1" primaryKey="goods_id" />
  <table name="tb_goods_item" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
  <table name="tb_order_item" dataNode="dn2" primaryKey="id" />
  <table name="tb_order_master" dataNode="dn2" primaryKey="order_id" />
  <table name="tb_order_pay_log" dataNode="dn2" primaryKey="out_trade_no" />
  <table name="tb_user" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
  <table name="tb_user_address" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
  <table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
  <table name="tb_areas_city" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
  <table name="tb_areas_region" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
  </schema>
  <dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="shopping" />
  <dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="shopping" />
  <dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="shopping" />
  <dataHost name="dhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"slaveThreshold="100">
  <heartbeat>select user()</heartbeat>
  <writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.210:3306?useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8" user="root" password="1234" />
  </dataHost>
  <dataHost name="dhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"slaveThreshold="100">
  <heartbeat>select user()</heartbeat>
  <writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8" user="root" password="1234" />
  </dataHost>
  <dataHost name="dhost3" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"slaveThreshold="100">
  <heartbeat>select user()</heartbeat>
  <writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8" user="root" password="1234" />
  </dataHost>

2、server.xml

<user name="root" defaultAccount="true">
  <property name="password"> 123456 </property>
  <property name="schemas">SHOPPING</property>
  <!-- 表级 DML 权限设置 --><!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
<user name="user">
  <property name="password"> 123456 </property>
  <property name="schemas">SHOPPING</property>
  <property name="readOnly">true</property>
  </user>
 测试

1、上传测试 SQL 脚本到服务器的 /root 目录

2、执行指令导入测试数据

重新启动 MyCat 后,在 MyCat 的命令行中,通过source指令导入表结构,以及对应的数据,查看数据分布情况。

将表结构及对应的测试数据导入之后,可以检查一下各个数据库服务器中的表结构分布情况。检查是否和我们准备工作中规划的服务器一致。

source /root/shopping-table.sql
source /root/shopping-insert.sql

3、查询用户的收件人及收件人地址信息(包含省、市、区)。

在 MyCat 的命令行中,当我们执行以下多表联查的SQL语句时,可以正常查询出数据。

select ua.user_id, ua.contact, p.province, c.city, r.area, ua.address from tb_user_address ua, tb_areas_city c, tb_areas_provinces p, tb_areas_region r where ua.province_id = p.provinceid and ua.city_id = c.cityid and ua.town_id = r.areaid;

4、查询每一笔订单及订单的收件地址信息(包含省、市、区)。

实现该需求对应的SQL语句如下:

SELECT order_id, payment, receiver, province, city, area FROM tb_order_master o, tb_areas_provinces p, tb_areas_city c, tb_areas_region r WHERE o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city = c.cityid AND o.receiver_region = r.areaid;

但是现在存在一个问题,订单相关的表结构是在 192.168.200.213 数据库服务器中,而省市区的数据库表是在 192.168.200.214 数据库服务器中。那么在MyCat中执行是否可以成功呢?经过测试,我们看到,SQL语句执行报错。原因就是因为MyCat在执行该SQL语句时,需要往具体的数据库服务器中路由,而当前没有一个数据库服务器完全包含了订单以及省市区的表结构,造成SQL语句失败,报错。

对于上述的这种现象,我们如何来解决呢? 下面我们介绍的全局表,就可以轻松解决这个问题。

全局表

对于省、市、区/县表 tb_areas_provinces、tb_areas_city、tb_areas_region 是属于数据字典表,在多个业务模块中都可能会遇到,可以将其设置为全局表,利于业务操作。

修改 schema.xml 中的逻辑表的配置,修改 tb_areas_provinces、tb_areas_city、tb_areas_region 三个逻辑表,增加 type 属性,配置为global,就代表该表是全局表,就会在所涉及到的dataNode中创建给表。对于当前配置来说,也就意味着所有的节点中都有该表了。

<table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"type="global"/>
<table name="tb_areas_city" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"type="global"/>
<table name="tb_areas_region" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"type="global"/>

配置完毕后,重新启动 MyCat.

1、删除原来每一个数据库服务器中的所有表结构

2、通过 source 指令,导入表及数据

source /root/shopping-table.sqlsource /root/shopping-insert.sql

3、检查每一个数据库服务器中的表及数据分布,看到三个节点中都有这三张全局表

4、然后再次执行上面的多表联查的 SQL 语句是可以正常执行成功的。

SELECT order_id, payment, receiver, province, city, area FROM tb_order_master o, tb_areas_provinces p, tb_areas_city c, tb_areas_region r WHERE o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city = c.cityid AND o.receiver_region = r.areaid;

5、当在MyCat中更新全局表的时候,我们可以看到,所有分片节点中的数据都发生了变化,每个节点的全局表数据时刻保持一致。

水平拆分

场景

在业务系统中, 有一张表(日志表), 业务系统每天都会产生大量的日志数据 , 单台服务器的数据存储及处理能力是有限的, 可以对数据库表进行拆分。

准备

准备三台服务器,具体的结构如下:

并且,在三台数据库服务器中分表创建一个数据库 itcast.

配置

1、schema.xml

<schema name="ITCAST" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />
</schema>

<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

tb_log表最终落在 3 个节点中,分别是 dn4、dn5、dn6,而具体的数据分别存储在 dhost1、dhost2、dhost3 的 itcast 数据库中。

2、server.xml

<user name="root" defaultAccount="true">
  <property name="password"> 123456 </property>
  <property name="schemas">SHOPPING,ITCAST</property>
  <!-- 表级 DML 权限设置 --><!--
<privileges check="true">
<schema name="DB01" dml="0110" >
<table name="TB_ORDER" dml="1110">
</table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>

配置 root 用户既可以访问 SHOPPING 逻辑库,又可以访问 ITCAST 逻辑库。

 测试

配置完毕后,重新启动 MyCat,然后在 MyCat 的命令行中,执行如下 SQL 创建表、并插入数据,查看数据分布情况。

CREATE TABLE tb_log (
  id bigint( 20 ) NOT NULL COMMENT 'ID',
  model_name varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '模块名',
  model_value varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '模块值',
  return_value varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '返回值',
  return_class varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '返回值类型',
  operate_user varchar( 20 ) DEFAULT NULL COMMENT '操作用户',
  operate_time varchar( 20 ) DEFAULT NULL COMMENT '操作时间',
  param_and_value varchar( 500 ) DEFAULT NULL COMMENT '请求参数名及参数值',
  operate_class varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '操作类',
  operate_method varchar( 200 ) DEFAULT NULL COMMENT '操作方法',
  cost_time bigint( 20 ) DEFAULT NULL COMMENT '执行方法耗时, 单位 ms',
  source int( 1 ) DEFAULT NULL COMMENT '来源 : 1 PC , 2 Android , 3 IOS',
  PRIMARY KEY (id)
  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
  
  INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class, operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method, cost_time,source)
  VALUES('1','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:12:28','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.controller.UserController','insert','10', 1 );
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,cost_time,source)
VALUES('2','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:12:27','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','insert','23', 1 );
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,cost_time,source)
VALUES('3','user','update','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:16:45','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','update','34', 1 );
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,cost_time,source)
VALUES('4','user','update','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:16:45','{\"age\":\"20\",\"name\":\"Tom\",\"gender\":\"1\"}','cn.itcast.contro
ller.UserController','update','13', 2 );
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,cost_time,source)
VALUES('5','user','insert','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:30:31','{\"age\":\"200\",\"name\":\"TomCat\",\"gender\":\"0\"}','cn.itcast.co
ntroller.UserController','insert','29', 3 );
INSERT INTO tb_log (id, model_name, model_value, return_value, return_class,operate_user, operate_time, param_and_value, operate_class, operate_method,cost_time,source)
VALUES('6','user','find','success','java.lang.String','10001','2022-01-06
18:30:31','{\"age\":\"200\",\"name\":\"TomCat\",\"gender\":\"0\"}','cn.itcast.co
ntroller.UserController','find','29', 2 );

分片规则

 范围分片

1、介绍

根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况, 来决定该数据属于哪一个分片。

2、配置 schema.xml 逻辑表配置:

<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />

schema.xml 数据节点配置:

<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />

rule.xml分片规则配置:

<tableRule name="auto-sharding-long">
  <rule>
  <columns>id</columns>
  <algorithm>rang-long</algorithm>
  </rule>
  </tableRule>
  
  <function name="rang-long" class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">
  <property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>
  <property name="defaultNode"> 0 </property>
  </function>

分片规则配置属性含义:

属性描述
columns标识将要分片的表字段
algorithm指定分片函数与function的对应关系
class指定该分片算法对应的类
mapFile对应的外部配置文件
type默认值为0; 0 表示Integer, 1 表示String
defaultNode 默认节点^ 默认节点的所用:枚举分片时,如果碰到不识别的枚举值, 就让它路由到默认节点 ; 如果没有默认值,碰到不识别的则报错。

在 rule.xml 中配置分片规则时,关联了一个映射配置文件 autopartition-long.txt,该配置文件的配置如下:

# range start-end ,data node index
# K=1000,M=10000.
0-500M= 0
500M-1000M= 1
1000M-1500M= 2

含义:0-500万之间的值,存储在 0 号数据节点(数据节点的索引从 0 开始) ;500万-1000万 间的数据存储在 1 号数据节点;1000万-1500万的数据节点存储在 2 号节点;

该分片规则,主要是针对于数字类型的字段适用。 在MyCat的入门程序中,我们使用的就是该分片规则。

因为文章篇幅较长,后续文章请查看后续文章

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