MySQL分库分表

1.分库分表产生的背景

采用单数据库存储存在以下的性能瓶颈：

①IO瓶颈：热点数据太多，数据库缓存不足，产生大量磁盘IO，效率较低。请求数据太多，带宽不够，网络IO瓶颈。

②CPU瓶颈：排序，分组，连接查询，聚合统计等SQL会消耗大量的CPU资源，请求数太多，CPU出现瓶颈。

分库分表将数据分散存储，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题。

2.拆分策略：

水平拆分：水平分表，水平分库；

垂直拆分：垂直分表，垂直分库。

垂直分库：以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中。特点：①每个库的表结构都不一样；②每个库的数据也不一样；③所有库的并集是全量数据。下图为垂直分库案例。

垂直分表：以字段为依据，根据字段属性将不同字段拆分到不同表中。特点：①每个表的结构都不一样；②每个表的数据也不一样，一般通过一列（主键/外键）关联；③所有表的并集是全量数据。下图为垂直分表的案例，两张表以主键id关联。

水平分库：以字段为依据，按照一定策略，将一个库的数据拆分到多个库中。特点：①每个库的表结构都一样；②每个库的数据都不一样；③所有库的并集是全量数据。下图为水平分库。

水平分表：以字段为依据，按照一定的策略，将一个表的数据拆分到多个表中。特点：①每个表的表结构都一样；②每个表的数据都不一样；③所有表的并集是全量数据。下图为水平分表。

 3.分库分表的实现技术

shardingJDBC:基于AOP原理，在应用程序对本地执行的SQL进行拦截，解析，改写，路由处理。需要自行编码配置实现，支持java语言，性能较高。

MyCat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及shardingJDBC。

4.MyCat

MyCat是一个数据库中间件，使用MyCat也很简单，把我们之前连接数据库换成连接MyCat即可。

 mycat的核心概念：mycat中不存储数据，数据都是存储在节点主机中的，依照分片规则来决定存储在哪个节点主机；mycat只是一个逻辑结构，它是无感知的。

 5.mycat分片配置

schema.xml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。主要包含三组标签：schema标签，datanode标签，datahost标签

 配置完schema.xml后，还要修改同级目录的server.xml文件，将schemas换成我们配置的schema;

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

rule.xml中定义所有拆分表的规则，在使用过程中可以灵活使用分片算法，或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，主要保护局两类标签：tableRule，function。

 6.mycat启动

mycat启动后，占用端口8066。 

7.mycat分片

垂直分库

mycat分片情况下，涉及跨库查询（跨分片查询）会报错，因为mycat无法确定该SQL应该路由到哪个分片。

解决方案：将涉及的表设置为全局表（在schema.xml中table标签加上type='global'，dataNode为所有的节点），mycat对全局表任意节点进行DML时，所有节点都会同步进行

水平分表

水平分表的核心在于分片规则，只有水平分表才需要填写分片规则。

8.常见的分片规则：

范围分片：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。rule='auto-sharding-long';

取模分片：根据指定的字段与节点数量进行求模运算，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片。rule='mod-long';

一致性hash分片：根据指定的字段，算出字段的hash值，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片。rule='sharding-by-murmur';

枚举分片：通过在配置文件中配置可能的枚举值，指定数据分布到不同数据节点上，本规则适用于按照省份，性别，状态拆分数据等业务。rule='sharding-by-intfile-enumstatus';

超过枚举值的数据要指定一个节点存储。

应用指定分片：运行阶段由应用自主决定路由到哪个分片，直接根据字符串（必须是数字）计算分片号。rule='sharding-by-substring';

固定分片hash算法：该运算类似于十进制的求模运算。例如：取id的二进制低10位与1111111111进行位&运算。rule='sharding-by-long-hash';

位&运算：同为1则为1，有一个0则为0。例如：
1010101010&1111111111 = 1010101010

特点：①如果是求模，连续的值分别分配到各个不同的分片，但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片，降低事务处理的难度；②可以均匀分配，也可以非均匀分配；③分片字段必须为数字类型

字符串hash解析分片：截取字符串中的指定位置的字符串，进行hash算法，算出分片。rule='sharding-by-stringhash'; 

 按（天）日期分片：从开始时间开始，每10天（可以自行设置）为一个分片，到达结束时间后，会重复开始分片插入。rule='sharding-by-date'; 

配置表的DataNode的分片，必须和分片规则数量一致，例如2022-01-01到2022-12-31，每10天一个分片，一共需要37个分片。因此，开始日期和结束日期一定要注意选择。

 按自然月分片：按照月份分片，每个自然月为一个分片。rule='sharding-by-month'; 

配置表的DataNode的分片，必须和分片规则数量一致，例如2022-01-01到2022-12-31，一共需要12个分片。因此，开始日期和结束日期一定要注意选择。

 9.mycat的监控与管理

9.1、mycat的原理

每一个节点都只存储了一部分数据，因此，聚合处理、排序处理和分页处理等在各个节点处理是没有任何意义的，mycat会先将查询的结果合并然后再进行处理。

 9.2、mycat管理

mycat默认开通2个端口，可以在server.xml中进行修改。8066数据访问端口和9066数据库管理端口。

 9.3、mycat图形化界面mycat-eye

mycat-eye是对mycat-server提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用，通过JDBC连接对mycat，mysql监控，监控远程服务器（目前仅限于linux系统）的cpu、内存、网络、磁盘。

mycat-eye运行过程中需要依赖zookeeper，因此需要先安装zookeeper。