企业实战_12_MyCat水平扩展_分库分表

接上一篇：企业实战_11_MyCat垂直拆分相关配置
https://gblfy.blog.csdn.net/article/details/100055838

文章目录

          • 一、概念理论理解
            • 1. 垂直拆分理解
            • 2. 水平扩展理解
            • 3. 水平扩展案例
            • 4. 水平扩展场景
            • 5. 水平拆分原则
            • 6. 水平扩展架构图
          • 二、关键问题+解决方案
            • 2.1. 分片后如何查询
            • 2.2. 分片规则
            • 2.3. 数据分片步骤
            • 2.4. 如何选择分片键
            • 2.5. 分析业务模型选择分片及算法
          • 三、使用Mycat部署分片集群
            • 3.1. 使用schema.xml配置逻辑库及逻辑表
            • 3.2. 使用rule.xml配置分片表的分片规则
            • 3.3. 使用server.xml配置访问用户及权限
          • 四、环境节点配置分布
          • 五、创建4个分片数据库节点
            • 5.1. 导出和同步
            • 5.2. 创建4个数据库
            • 5.3. 导入表结构
            • 5.4. node2验证
            • 5.5. node3验证
          • 六、实战mycat
            • 6.1. 添加数据节点
            • 6.2. 添加数据节点
            • 6.3. 数据分片名称
            • 6.4. 编辑rule.xml添加规则算法
          • 七、数据测试验证
            • 7.1. 实现思路
            • 7.2. 重新启动mycat
            • 7.3. 登录mycat
            • 7.4. 批量插入数据
            • 7.5. 逻辑库查询
          • 八、 数据分片验证
            • 8.1. node2节点order_db01验证
            • 8.2. node2节点order_db02验证
            • 8.3. node3节点order_db03验证
            • 8.4. node3节点order_db04验证
            • 8.5. 数据分片结论

一、概念理论理解
1. 垂直拆分理解

把表按照业务模块分离到不同的mysql数据库中，这样就可以缓解请求压力。
例如：订单模块的表在order_db数据库中，产品模块的表在product_db数据库中，客户模块的表在customer_db数据库中。

2. 水平扩展理解
  • 水平扩展是在垂直拆分的基础上进行的
  • 水平扩展是将单张表拆分成了多张表，分别放到不同的库中，或者一个库中的不同表中。
3. 水平扩展案例
  • 案例简介1：
    电商平台：订单会比较多，一般先会对数据按照业务模块进行垂直拆分，在此基础上，然后，针对大流量的数据库表，例如订单表，进行水平扩展也叫作分库分表也减轻数据库压力。
  • 案例简介2：
    保险行业场景同上

实际案例实战：
order_master：订单主表

  • ①可以创建分别创建order_db01、order_db02、order_db03、order_db04四个数据库。
  • ②在以上4个数据库中分别创建将order_master这张表。
  • ③ 将order_master这张表的数据按照数据分片规则，分别插入到order_db01、order_db02、order_db03、order_db04四个数据库中。
4. 水平扩展场景

把数据按照模块划分成了多个单独的模块，当大流量和并发请求一起冲击某个模块达到一定量级时，垂直拆分不能解决这种现象。因此，需要针对数据量很大的表进行水平拆分。

5. 水平拆分原则

1.水平拆分只是把某张数据量很大的表 水平拆分成几片，术词叫做数据库分片
2. 这几片数据库表结构都一样
3. 按照一定的规则算法，对数据进行分流*

6. 水平扩展架构图

如下图说是：把订单表进行了水平扩展，分库分表处理
在这里插入图片描述

二、关键问题+解决方案
2.1. 分片后如何查询

在这里插入图片描述

2.2. 分片规则

在这里插入图片描述

2.3. 数据分片步骤

在这里插入图片描述

一、水平分片的步骤：

第一步根据业务状态确定要进行水平切分的表
第二步根据业务模型选择分片键及分片算法
第三步使用Mycat部署分片集群
第四步测试分片几群
第五步业务数据迁移
2.4. 如何选择分片键

如何选择分片键

  1. 尽可能比较均匀分布数据到各个节点
  2. 该业务字段是最频繁的挥着最重要的查询条件
    在这里插入图片描述
2.5. 分析业务模型选择分片及算法
    1. 对订单相关表进行水平拆分
    1. 以订单号作为分片键
    1. 采用简单取模分片算法

注：分片键非常重要，这里以订单号作为演示，最合理应该以客户id作为分片键

在这里插入图片描述

三、使用Mycat部署分片集群
3.1. 使用schema.xml配置逻辑库及逻辑表
3.2. 使用rule.xml配置分片表的分片规则
3.3. 使用server.xml配置访问用户及权限

在这里插入图片描述

四、环境节点配置分布

以前

主机名IP地址角色数据库
node1192.168.92.101MYSQL、mycatimooc_db(主机物理)
node2192.168.92.102MYSQLorder_db(从机物理)
node3192.168.92.103MYSQLproduct_db(主机物理)
node4192.168.92.104MYSQLcustomer_db(从机物理)

现在

主机名IP地址角色数据库
node1192.168.92.101MYCAT 、MYSQLimooc_db(逻辑库)
node2192.168.92.102MYSQLorder_db(从机物理)，order_db01和order_db01
node3192.168.92.103MYSQLproduct_db(主机物理)，order_db03和order_db04
node4192.168.92.104MYSQLcustomer_db
五、创建4个分片数据库节点
5.1. 导出和同步

导出order_master表结构

# 登录node2节点，将order_db 数据库中的order_master表结构导出为order_master.sql
mysqldump -uroot -p order_db order_master> order_master.sql# 将order_master.sql同步node03
scp order_master.sql root@192.168.92.103:/root
5.2. 创建4个数据库
# 登录node2创建数据库分片节点
# 分片数据库名：order_db01/order_db02
mysql -uroot -p -e"create database order_db01"
mysql -uroot -p -e"create database order_db02"# 登录node3创建数据库分片节点
# 分片数据库名：order_db03/order_db04
mysql -uroot -p -e"create database order_db03"
mysql -uroot -p -e"create database order_db04"
5.3. 导入表结构
# 登录node2，将order_master.sql分别导入orderdb_01、order_db02
mysql -uroot -p order_db01 < order_master.sql 
mysql -uroot -p order_db02 < order_master.sql # 登录node3，将order_master.sql分别导入order_db03、order_db04
mysql -uroot -p order_db03 < order_master.sql 
mysql -uroot -p order_db04 < order_master.sql
5.4. node2验证
# 登录node2，登录mysql物理库mysql -uroot -p# 查询数据库列表
mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| order_db           |
| order_db01         |
| order_db02         |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
mysql> use order_db01;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> show tables;
+----------------------+
| Tables_in_order_db01 |
+----------------------+
| order_master         |
+----------------------+
mysql> use order_db02;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> show tables;
+----------------------+
| Tables_in_order_db02 |
+----------------------+
| order_master         |
+----------------------+
5.5. node3验证
# 登录node3，登录mysql物理库mysql -uroot -p# 查询数据库列表
mysql> show databases;mysql>  show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| order_db03         |
| order_db04         |
| performance_schema |
| product_db         |
| sys                |
+--------------------+

mysql> use order_db03;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> show tables;
+----------------------+
| Tables_in_order_db03 |
+----------------------+
| order_master         |
+----------------------+
mysql> use order_db04;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> show tables;
+----------------------+
| Tables_in_order_db04 |
+----------------------+
| order_master         |
+----------------------+
六、实战mycat
6.1. 添加数据节点

编辑schema.xml，添加数据节点dataNode

# 登录mycat服务器# 进入到mycat配置目录
cd /app/mycat/conf# 编辑schema.xml
vim schema.xml# 添加4个数据节点dataNode
    <dataNode name="ordb01"    dataHost="mysql92102" database="order_db01" /><dataNode name="ordb02"    dataHost="mysql92102" database="order_db02" /><dataNode name="ordb03"    dataHost="mysql92103" database="order_db03" /><dataNode name="ordb04"    dataHost="mysql92103" database="order_db04" />

在这里插入图片描述

6.2. 添加数据节点

由于我们对订单表进行了数据分片，因此，需要修改schema标签，添加数据节点ordb01,ordb02,ordb03,ordb04


# 编辑schema.xml，修改数据节点dataNode
将<table name="order_master"          primaryKey="order_id"          dataNode="ordb" />
调整为
<table name="order_master"             primaryKey="order_id"          dataNode="ordb01,ordb02,ordb03,ordb04" />

在这里插入图片描述

6.3. 数据分片名称

将<table name="order_key" primaryKey="id" dataNode="ordb01,ordb02,ordb03,ordb04" />

调整为

<table name="order_master" primaryKey="order_id" dataNode="ordb01,ordb02,ordb03,ordb04" rule="order_master"/>

在这里插入图片描述

6.4. 编辑rule.xml添加规则算法

既然使用了数据分片，因此需要配置分片算法

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:rule SYSTEM "rule.dtd">
<mycat:rule xmlns:mycat="http://io.mycat/"><tableRule name="order_master"><rule><columns>customer_id</columns><algorithm>mod-long</algorithm></rule></tableRule><function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod" ><property name="count">4</property></function>
</mycat:rule>

在这里插入图片描述

七、数据测试验证

登录mycat 批量插入数据测试验证

7.1. 实现思路

1  新建一个order_master表
2. 把order_master表分别同步到order_db01、order_db02、order_db03、order_db04
3. 准备一个批量插入的脚本例如：insert into10条数据进行测试
4. 分别登录order_db01、order_db02、order_db03、order_db04查看，数据的分布情况
5. 对数据的分片键进行取模验证
6. 判断插入的数据是否按照取模的算法正确插入到数据库中

需要思考的问题：
这对电商项目应该拿订单号来作为分片主键还是下订单的order_id 来作为分片主键？
如果拿订单号来作为分片主键的话，数据会分布均匀
如果拿客户号customer_id 来作为分片主键的话，数据会分布不均匀
想想哪个更合理？

7.2. 重新启动mycat

由于刚才修改了mycat的配置文件，重新启动mycat才会生效。

# 停止mycat服务
mycat stop# 启动mycat服务
mycat start# 查看mycat启动日志
tail -f /app/mycat/logs/wrapper.logMyCAT Server startup successfully. see logs in logs/mycat.log
7.3. 登录mycat
# 使用mysql客户端连接mycat，并登录mycat
mysql  -uapp_imooc -p123456 -h192.168.92.101 -P8066 # 使用imooc_db数据库
use imooc_db;
7.4. 批量插入数据

到order_master表中

INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 1, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (2, 2, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 3, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 4, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 5, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 6, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 7, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 8, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES (1, 9, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
INSERT INTO `order_master` (order_sn,customer_id,shipping_user,province,city,district,address,payment_method,order_money,district_money,shipping_money,payment_money,shipping_comp_name,shipping_sn,create_time,shipping_time,pay_time,receive_time,order_status,order_point,invoice_title,modified_time)  VALUES ( 1,10, '雨昕', 1, 1, 1, '北京', 1, 10.00, 0.00, 0.00, 0.00, NULL, NULL, '2021-07-11 20:20:25', NULL, '2021-07-11 20:18:55', '2021-07-11 20:18:59', 0, 0, NULL, '2021-07-11 20:20:25');
7.5. 逻辑库查询
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+---------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id, 4) |
+-------------+----------+----------+---------------------+
|           2 |        2 |        1 |                   2 |
|           6 |        1 |        2 |                   2 |
|          10 |        1 |        3 |                   2 |
|           4 |        1 |        1 |                   0 |
|           8 |        1 |        2 |                   0 |
|           3 |        1 |        1 |                   3 |
|           7 |        1 |        2 |                   3 |
|           1 |        1 |        1 |                   1 |
|           5 |        1 |        2 |                   1 |
|           9 |        1 |        3 |                   1 |
+-------------+----------+----------+---------------------+
10 rows in set (0.00 sec)
八、 数据分片验证
8.1. node2节点order_db01验证
# 连接node2服务器，登录物理mysql
mysql -uroot -p123456

order_db01数据库

# 使用指定数据库
use order_db01;# 查询order_master表中取模数据
SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;mysql> use order_db01;
Database changed
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+--------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id,4) |
+-------------+----------+----------+--------------------+
|           4 |        1 |        1 |                  0 |
|           8 |        1 |        2 |                  0 |
+-------------+----------+----------+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

order_db01分片数据库节点插入数据2条

8.2. node2节点order_db02验证

order_db02数据库

# 使用指定数据库
use order_db02;# 查询order_master表中取模数据
SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;mysql> use order_db02;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+--------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id,4) |
+-------------+----------+----------+--------------------+
|           1 |        1 |        1 |                  1 |
|           5 |        1 |        2 |                  1 |
|           9 |        1 |        3 |                  1 |
+-------------+----------+----------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

order_db02分片数据库节点插入数据3条

8.3. node3节点order_db03验证
# 连接node3服务器，登录物理mysql
mysql -uroot -p123456

mysql> use order_db03;
Database changed
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+--------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id,4) |
+-------------+----------+----------+--------------------+
|           2 |        2 |        1 |                  2 |
|           6 |        1 |        2 |                  2 |
|          10 |        1 |        3 |                  2 |
+-------------+----------+----------+--------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

order_db03分片数据库节点插入数据3条

8.4. node3节点order_db04验证
mysql> use order_db04;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -ADatabase changed
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+--------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id,4) |
+-------------+----------+----------+--------------------+
|           3 |        1 |        1 |                  3 |
|           7 |        1 |        2 |                  3 |
+-------------+----------+----------+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

order_db04分片数据库节点插入数据2条

8.5. 数据分片结论
mysql> SELECT customer_id,order_sn,order_id,mod(customer_id,4) FROM order_master;
+-------------+----------+----------+---------------------+
| customer_id | order_sn | order_id | mod(customer_id, 4) |
+-------------+----------+----------+---------------------+
|           2 |        2 |        1 |                   2 |
|           6 |        1 |        2 |                   2 |
|          10 |        1 |        3 |                   2 |
|           4 |        1 |        1 |                   0 |
|           8 |        1 |        2 |                   0 |
|           3 |        1 |        1 |                   3 |
|           7 |        1 |        2 |                   3 |
|           1 |        1 |        1 |                   1 |
|           5 |        1 |        2 |                   1 |
|           9 |        1 |        3 |                   1 |
+-------------+----------+----------+---------------------+
10 rows in set (0.00 sec)

从上面数据分片的数据来看：
1.10条数据按照数据分片规则简单取模，分别插入到了4个数据库中。
2.order_master表中的主键是order_id，主键有自增约束。虽然主键是唯一的不可重复的，但是，是相对于一个表而言的。
3.这些重复的order_id的数据插入到了不同的数据库中。

以上会造成一个现象就是，在imooc_db逻辑库中的order_master表获取order_id为1的场景，会出现什么问题呢？
order_id数据为1的有3条数据，那最后回去哪一条呢？
答案是：不能取任何一条。

那应该如何解决上述问题呢？请大家继续阅读下一章全局自增ID。

下一篇：企业实战_13_MyCat清除冗余数据
https://gblfy.blog.csdn.net/article/details/100057317

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