背景介绍
作为Mycat的核心开发者之一，今天，终于安排到Mycat系列文章了。在Mycat系列文章中，我们一起从一个利用Mycat实现分库分表的案例作为入门程序。后续会持续更新Mycat原理、架构和底层源码解析的文章。希望Mycat系列文章能够帮助小伙伴们彻底掌握Mycat。
那么，今天，我们就先来一波使用Mycat实现MySQL分库分表的文章。
注：案例中的MySQL服务器是安装在CentOS6.8服务器上，Mycat Server是安装在本机的Windows系统上，安装在什么环境上无所谓，这里，我用的是VMWare虚拟机，安装的CentOS系统，开启多个虚拟机，电脑实在是吃力，所以将Mycat Server装在了本机的Windows系统上。
方案规划
如上表所示，在局域网的4台主机中，131——133的主机各安装有一台MySQL实例，130主机，也就是本机安装了Mycat Server。
现在假设系统的数据库为messagedb，里面只有2张表，一张表为消息表：message，一张表示消息来源的字典表：source，本案例实现的是按自然月分片的规则，因此上述3个mysql实例各自需要创建4个数据库，即
说明：如果是刚接触Mycat的小伙伴对分片不太理解，简单地说，对于Mycat，一个分片表示某一个MySQL实例上的某一个数据库，即schema@host，于是当我们原先的一张大表需要分片的时候，mycat就会按照我们设定的规则，把这张大表中的数据分散到各个分片上，即所谓的分表分库，因此我们需要在每个对应的分片上创建相同名称的数据库，相同结构的表。
环境准备
注意：这里，我就省略了MySQL的安装过程，小伙伴们可自行安装MySQL。我后续也会在MySQL相关的专题中给大家分享企业级MySQL安装、优化与部署过程。
创建数据库并建表导入数据
根据数据库实例和存储的数据库对应关系表创建所有的数据库，并在每个数据库里执行如下脚本：
create table source ( id int(11) not null auto_increment primary key comment 'pk', name varchar(10) default '' comment 'source name' ); create table message ( id int(11) not null auto_increment primary key comment 'pk', content varchar(255) default '' comment 'message content', create_time date default null, source_id int(11) not null, foreign key(source_id) references source(id) ); insert into `source`(`id`,`name`) values(1,'weibo'); insert into `source`(`id`,`name`) values(2,'weixin'); insert into `source`(`id`,`name`) values(3,'qq'); insert into `source`(`id`,`name`) values(4,'email'); insert into `source`(`id`,`name`) values(5,'sms');
在message表中，总共有4个字段：
- id：主键
- content：消息的内容
- create_time：创建时间，这也是mycat进行分片时的参考字段
- source_id：source表的外键
另外，我们在source表插入了5条记录，用于测试。到这里，后端数据库的环境就搭建完成了。
安装和配置Mycat
安装Mycat
安装Mycat的过程比较简单，在这个地址就可以下载安装包：https://github.com/MyCATApache/Mycat-download/tree/master/1.6-RELEASE。下载完之后，就进行解压到系统相应目录，这里就不细说了。
Mycat安装包结构
安装完之后，简单地看一下mycat目录结构：
启动Mycat
WIndows下启动需要以管理员身份打开命令行窗口，cd 到Mycat的bin目录下，或者将Mycat的 安装目录加入系统的环境变量path目录里，首先输入命令mycat install进行mycat服务的安装操作，然后 输入命令mycat start 启动Mycat Server。
Linux下进入Mycat的bin目录直接输入./mycat start 启动Mycat Server。
Mycat提供了两个端口，其中，9066端口是管理端口，提供查看当前系统节点的情况，报告心跳状态等相关系统监控的功能，8066是数据端口，相当于数据库的访问端口。我们可以使用mysql命令访问这里两个端口
mysql -h[mycat_host] -u[mycat_user] -p[mycat_passwd] -P [8066|9066]
同时，我们也可以修改这两个端口。
那么mycat_user和mycat_passwd是如何配置呢，下面就需要介绍mycat中最主要的3个配置文件：server.xml，schema.xml和rule.xml。
server.xml
该配置文件是用于配置mycat的系统信息，主要有两个标签：system和user。这里的user就是上述访问mycat服务的用户，不是后端数据库的用户。如果我们使用默认的配置，server.xml大概是这样的：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd"> <mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/"> <system> <property name="useSqlStat">0</property> <property name="useGlobleTableCheck">0</property> <property name="sequnceHandlerType">2</property> <property name="processorBufferPoolType">0</property> <property name="useOffHeapForMerge">1</property> <property name="memoryPageSize">1m</property> <property name="spillsFileBufferSize">1k</property> <property name="useStreamOutput">0</property> <property name="systemReserveMemorySize">384m</property> </system> <user name="admin"> <property name="password">admin123</property> <property name="schemas">messagedb</property> </user> </mycat:server>
user标签下schemas属性表示该用户可以访问的数据库，可以定义多个数据库，用英文逗号隔开。schemas定义的数据库，一定要配置在后面的schema.xml文件对应的逻辑库，否则会提示无法访问。
schema.xml
schema配置文件比较复杂，也是最关键的一个配置文件，定义了mycat中的逻辑库、逻辑表，和分片的相关信息。配置如下：
<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd"> <mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/"> <schema name="messagedb" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"> <table name="message" dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4,dn5,dn6,dn7,dn8,dn9,dn10,dn11,dn12" rule="sharding-by-month" /> <table name="source" primaryKey="id" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4,dn5,dn6,dn7,dn8,dn9,dn10,dn11,dn12" /> </schema> <dataNode name="dn1" dataHost="mysql-01" database="message202001" /> <dataNode name="dn2" dataHost="mysql-01" database="message202002" /> <dataNode name="dn3" dataHost="mysql-01" database="message202003" /> <dataNode name="dn4" dataHost="mysql-01" database="message202004" /> <dataNode name="dn5" dataHost="mysql-02" database="message202005" /> <dataNode name="dn6" dataHost="mysql-02" database="message202006" /> <dataNode name="dn7" dataHost="mysql-02" database="message202007" /> <dataNode name="dn8" dataHost="mysql-02" database="message202008" /> <dataNode name="dn9" dataHost="mysql-03" database="message202009" /> <dataNode name="dn10" dataHost="mysql-03" database="message202010" /> <dataNode name="dn11" dataHost="mysql-03" database="message202011" /> <dataNode name="dn12" dataHost="mysql-03" database="message202012" /> <dataHost name="mysql-01" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <writeHost host="hostM1" url="192.168.81.131:3306" user="root" password="root"> </writeHost> </dataHost> <dataHost name="mysql-02" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <writeHost host="hostM2" url="192.168.81.132:3306" user="root" password="root"> </writeHost> </dataHost> <dataHost name="mysql-03" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <writeHost host="hostM3" url="192.168.81.133:3306" user="root" password="root"> </writeHost> </dataHost> </mycat:schema>
这里，有几点要说明一下：
- schema标签定义逻辑库，其下table子标签定义逻辑表，datanode属性定义该逻辑表需要分布到哪几个分片上，rule属性表示使用何种分片规则，这里我们选择sharding-by-month，这个规则的名称是自定义的，只要和后面的rule.xml对应起来即可
- source表是一张全局表，这里需要使用type=”global”来定义，这样mycat就可以帮我们在指定的分片上克隆相同的数据，这对join查询是非常有好处的。
- datanode标签定义了分片，datahost是主机名，对应dataHost标签的name属性值，database定义该主机数据库实例上的具体数据库名。
- dataHost标签定义数据库实例，其下heartbeart标签表示心跳检测所使用的方法，writeHost标签定义写数据的实例，另外还有readHost标签可以定义读数据的实例，这里不考虑读写分离，仅使用写实例，因此需要把balance属性设置为0
- 出于规范和安全考虑，最好不使用数据库的root用户，而是另外再创建一个用于mycat访问的用户。
rule.xml
rule.xml中定义了很多分片的规则，具体规则的算法可以参考官方权威指南，这里我们直接使用默认的就可以了，其中按自然月的分片规则配置如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE mycat:rule SYSTEM "rule.dtd"> <mycat:rule xmlns:mycat="http://io.mycat/"> <tableRule name="sharding-by-month"> <rule> <columns>create_time</columns> <algorithm>partbymonth</algorithm> </rule> </tableRule> <function name="partbymonth" class="io.mycat.route.function.PartitionByMonth"> <property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property> <property name="sBeginDate">2020-01-01</property> </function> </mycat:rule>
- tableRule标签定义分片规则的，其下columns标签表示对数据库表中的哪个字段应用规则，algorithm指定实现算法的名称，对应的是function标签中的name属性值
- function标签定义对应的实现类，以及参数，包括dateFormat（日期格式）和sBeginDate（起始日期）
说明：起始日期是用来计算数据所在的分片位置，例如2020年1月的message就会找到第1个分片，即dn1，2020年12月的message就会找到第12个分片，即dn12，但是如果出现了2018年1月的message，mycat就会去找第13个分片，但是配置文件中又没有对应的配置，那么就会抛出无法找到分片的错误。
综上：server.xml定义了访问mycat服务的用户，以及该用户授权的数据库（逻辑库），schema.xml定义了具体的逻辑库，逻辑表，以及分片和数据库实例的信息，rule.xml分片规则和实现类
测试
到这里已经完成了mycat的配置文件，但先不急着往里面灌数据，我们先访问管理端口9066，看一下运行情况：
C:\Users\binghe>mysql -uadmin -padmin123 -P9066 Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g. Your MySQL connection id is 7 Server version: 5.6.29-mycat-1.6-RELEASE-20161028204710 MyCat Server (monitor) Copyright (c) 2000, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its affiliates. Other names may be trademarks of their respective owners. Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement. mysql> show @@datanode; +------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+ | NAME | DATHOST | INDEX | TYPE | ACTIVE | IDLE | SIZE | EXECUTE | TOTAL_TIME | MAX_TIME | MAX_SQL | RECOVERY_TIME | +------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+ | dn1 | mysql-01/message202001 | 0 | mysql | 0 | 4 | 1000 | 412 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn10 | mysql-03/message202010 | 0 | mysql | 0 | 0 | 1000 | 11 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn11 | mysql-03/message202011 | 0 | mysql | 0 | 8 | 1000 | 16 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn12 | mysql-03/message202012 | 0 | mysql | 0 | 1 | 1000 | 412 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn2 | mysql-01/message202002 | 0 | mysql | 0 | 2 | 1000 | 9 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn3 | mysql-01/message202003 | 0 | mysql | 0 | 4 | 1000 | 11 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn4 | mysql-01/message202004 | 0 | mysql | 0 | 2 | 1000 | 9 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn5 | mysql-02/message202005 | 0 | mysql | 0 | 4 | 1000 | 413 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn6 | mysql-02/message202006 | 0 | mysql | 0 | 2 | 1000 | 9 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn7 | mysql-02/message202007 | 0 | mysql | 0 | 4 | 1000 | 11 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn8 | mysql-02/message202008 | 0 | mysql | 0 | 2 | 1000 | 9 | 0 | 0 | 0 | -1 | | dn9 | mysql-03/message202009 | 0 | mysql | 0 | 0 | 1000 | 11 | 0 | 0 | 0 | -1 | +------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+ 12 rows in set (0.00 sec) mysql> show @@heartbeat; +--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+ | NAME | TYPE | HOST | PORT | RS_CODE | RETRY | STATUS | TIMEOUT | EXECUTE_TIME | LAST_ACTIVE_TIME | STOP | +--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+ | hostM2 | mysql | 192.168.81.132 | 3306 | 1 | 0 | idle | 0 | 1,1,1 | 2020-03-04 14:22:59 | false | | hostM1 | mysql | 192.168.81.131 | 3306 | 1 | 0 | idle | 0 | 1,1,1 | 2020-03-04 14:22:59 | false | | hostM3 | mysql | 192.168.81.133 | 3306 | 1 | 0 | idle | 0 | 2,1,1 | 2020-03-04 14:22:59 | false | +--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+ 3 rows in set (0.00 sec) mysql>
如果看到各个节点都已经出现，并且心跳状态RS_CODE=1，则表示后端数据库连接正常。
现在我们用JDBC的方式批量插入1000万数据：
package com.mycat.test; import java.sql.Connection; import java.sql.Date; import java.sql.DriverManager; import java.sql.PreparedStatement; import java.sql.SQLException; import java.util.Calendar; import java.util.Random; import org.junit.Test; /** * 测试Mycat * @author binghe */ public class TestMycat { private static final String driver = "com.mysql.jdbc.Driver"; private static final String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:8066/messagedb?useServerPrepStmts=false&rewriteBatchedStatements=true"; private static final String username = "admin"; private static final String password = "admin123"; @Test public void test() throws SQLException { Calendar calendar = Calendar.getInstance(); Random random = new Random(); calendar.set(2020, 0, 1, 0, 0, 0); Connection connection = null; PreparedStatement ps = null; try { Class.forName(driver); connection = (Connection) DriverManager.getConnection(url, username, password); connection.setAutoCommit(false); String sql = "insert into message(`content`, `create_time`, `source_id`) values(?,?,?)"; ps = connection.prepareStatement(sql); long start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 10000000; i++) { ps.setString(1, System.currentTimeMillis() + ""); long randomtime = calendar.getTimeInMillis() + (random.nextInt(365) + 1) * 86400 * 1000l; Date date = new Date(randomtime); int source_id = random.nextInt(5) + 1; ps.setDate(2, date); ps.setInt(3, source_id); ps.addBatch(); if (i != 0 && i % 10000 == 0) { System.out.println("execute batch : " + i); ps.executeBatch(); } } ps.executeBatch(); connection.commit(); System.out.println(System.currentTimeMillis() - start); } catch (SQLException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (ps != null) ps.close(); if (connection != null) connection.close(); } } }
如果运行的时候报错：Multi-statement transaction required more than ‘max_binlog_cache_size’ bytes of storage;，可以适当调大一下my.cnf下的max_binlog_cache_size参数。
验证
最后我们来检验一下分片的结果，其中message表中的数据根据create_time的值按月进行了分片，而source表作为全局表，则其数据出现在了每个分片上，下面贴出部分结果
mysql -h192.168.81.131 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message202002.message;": +------------------+------------------+ | min(create_time) | max(create_time) | +------------------+------------------+ | 2020-02-01 | 2020-02-28 | +------------------+------------------+ mysql -h192.168.81.132 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message202005.message;": +------------------+------------------+ | min(create_time) | max(create_time) | +------------------+------------------+ | 2020-05-01 | 2020-05-31 | +------------------+------------------+ mysql -h192.168.81.133 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message202009.message;": +------------------+------------------+ | min(create_time) | max(create_time) | +------------------+------------------+ | 2020-09-01 | 2020-09-30 | +------------------+------------------+
mysql -h192.168.81.131 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message202001.source" +----+--------+ | id | name | +----+--------+ | 1 | weibo | | 2 | weixin | | 3 | qq | | 4 | email | | 5 | sms | +----+--------+ mysql -h192.168.81.132 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message202007.source" +----+--------+ | id | name | +----+--------+ | 1 | weibo | | 2 | weixin | | 3 | qq | | 4 | email | | 5 | sms | +----+--------+ mysql -h192.168.81.133 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message202011.source" +----+--------+ | id | name | +----+--------+ | 1 | weibo | | 2 | weixin | | 3 | qq | | 4 | email | | 5 | sms | +----+--------+
总结
本文就mycat分片的特性进行一次实战操作，完成了部署mycat-server以及后端mysql数据库，并以按自然月为分片规则进行了相关的配置，最后做了一个小的测试来验证分片功能的正确性。
