(二十三)MySQL分表篇：该如何将月增上亿条数据的单表处理方案优雅落地？

引言

   前面《分库分表的正确姿势》、《分库分表的后患问题》两篇中，对数据库的分库分表技术进行了全面阐述，但前两篇大多属于方法论，并不存在具体的实战实操，而只有理论没有实践的技术永远都属纸上谈兵，所以接下来会再开几个单章对分库分表各类方案进行落地。

分库分表实战内容基本上很少有人去分享，在网上能够搜出来的也大多属于一些方法论，但大部分技术开发真正缺少的恰恰是这些实操经验，所以后续的内容多以实践为主，携手诸位真正彻底悟透分库分表相关的技术。

尤其是对于库内分表这块的分享，当你去搜索单表数据增长过快该如何处理时，一般都会推荐你做分表处理，但你几乎找不到较为全面的实操教学，网上讲述分表技术更多是停留在表面的理论概念层次做阐述，而本章中则会结合自身之前接触的一个项目业务，再对库内分表技术进行全面阐述~

PS：虽然当时负责的项目并未达到月增上亿条数据的规模，但处理这种单表数据过大的方案都是一致的，将本文看完最后，无论单月数据增长多少，几百万条、几千万条、甚至几亿条....，相信诸位都能具备处理这类业务的能力！

一、源自于软硬结合的特殊业务

   在讲本次主题之前，先来聊聊之前碰到的这个业务，这个业务比较特殊，相信很多小伙伴从未碰到过，这种业务本身用户量不大，甚至可以说用户量非常非常少，因为业务的起源来自于一款硬件设备，但具体的设备类型由于某些缘故就不透露了，可以理解成是下面这个东东：

虽然当时的硬件设备并不是这个，但也和它很类似，相信大家但凡在超市购过物都认识它，也就是超市收银台的收银机，当时我们是对外提供了一千台设备，这种设备通常一台只有一个用户，所以当时整个系统上线后所有的用户加起来，涵盖后台管理员、超级管理员账号在内，也不过1200个用户，这个用户规模相较于常见业务而言属实不多。

而当时我们需要负责的就是：为这些设备开发一个操作系统，这里不是指Windows、Linux、Mac这类嵌入式的底层系统，而是给机器的操作员开发一个操作界面，就类似于诸位在超市购物时，超市收银员用手操作的那个界面。

因为这些机器本身会安装一个带UI的系统，里面也支持安装一些软件，我们的软件会以GUI的形式嵌入这些设备，当时我要干的就是直接开发API接口，然后提供给GUI界面界面调用。本质上就属一个前后端分离的项目，只不过前端从原本的Web界面变成了GUI界面。

大家听起来这个项目是不是特别容易完成，用户量又少代表不需要考虑并发，也不会存在太大的流量冲击，性能要求也不会太高，似乎就是一个简简单单的单体增删改查项目呀？但事情远没有表面这么简单，诸位请接着往下看。

1.1、项目的难点

   起初当我收到通知要负责这个需求时，从表面浅显的想了一下，似乎发现也不是太难，就是一个单体项目的CRUD工作，以我这手出神入化的CV大法，Hlod住它简直轻轻松松，因此当时也没想太多就直接接手了，项目初期由于团队每位成员经验都很丰富，各自凭借着个人的Copy神功，项目的开发进度可谓是一骑千里，但慢慢的问题来了，而且这个问题还不小！

当时大概对外预计分发1000台机器，每台机器正式投入运营后，预估单日会产生500~600条数据的产出，套到前面的举例中，也就是大概会向几百个超市投放共计1000台收银机，每个收银台平均下来之后，大概单日内会有500~600个顾客结账！

这里咱们做个数学题：现在有1000台机器，每台机器单日就算产生500条数据：1000 * 500 = 500000，这也就意味着单日的账单表中会新增50W条流水数据，单月整个账单表的数据增长量为：50W * 30 = 1500W！

单月数据增长1500W的概念不言而喻，这也就代表着一年的数据增长量为1500W * 12 = 1.8E，这批机器投入后预估最少会运行三年起步，甚至十年乃至更久，同时第一批次就要投入1000台，后面可能还会有第二批次、第三批次.....的投入。

50W只是最低的账单流水数据量，后续正式运营后可能数据量更大，此时架构的设计就成了难题！

1.2、方案的探讨

   基本上当时团队的成员中，没人在此之前碰过这类需求，因此开了一个研讨会，去决定该如何将具体的方案落地，这里有人也许会说，数据量这么大，快上分布式/微服务啊！但实则解决不了这个问题，Why？因为项目整体的用户量并不大，最多同一时刻也才1000并发请求，就算这个并发量再增大几个级别，这里用单体架构优化好了也能够抗住，所以问题并不在业务系统的架构上面，而是在数据落库这方面。

这里直接用分库可以吗？答案是也不行，Why？因为整个项目中只有账单表才有这么大的数据量，其他的用户表、系统表、功能菜单表、后台表......，基本上不会有太大的数据量，所以直接做分库也没必要，属实有些浪费资源。

有小伙伴可能想到了！在之前的文章中好像聊过《MySQL的表分区技术》，这里可以按月份对流水表做分区呀！乍一听似乎像那么一回事，但依旧不行，因为第一批机器投入后，单月预计就会产生1500W条数据，后续可能会增加机器数量，因此单月的数据量达到2000W、3000W.....都有可能，如果按月做表分区，每个分区里面都有几千万条数据，一张账单表的流水随着时间推移，数据量甚至会达到几十亿！

一张表中存储几十亿条数据，这基本上不现实，虽然InnoDB在数据页为16KB尺寸下，单表最多能存储64TB数据，有可能这几十亿条数据真的能存下去，但查询时的性能简直令人头大，并且最关键的是不方便后续对数据做维护、管理、备份和迁移工作。

因此经过一番探讨后，最后决定选择了表分区技术的进阶版实现，即单库内做水平分表，按月份对数据做分表，也就是将账单表分为month_bills_202210、month_bills_202211、month_bills_202212.......以月份结尾的多张表，每个月的账单流水数据最终都会插入到各自的月份表中。

最终架构定型为：业务系统使用单体架构 + 数据库使用单库 + 流水表按月份做水平分表。

二、按月分表方案的落地实践

   在上一阶段中已经决定好了具体的方案，但又该如何将方案落地呢？首先咱们先把方案落地的思路捋清楚：

• ①能够自动按月创建一张月份账单表，从而将每月的流水数据写入进去。
• ②写入数据时，能够根据当前的日期，选择对应的月份账单表并插入数据。

实现了上面两个需求后，整个方案近乎落地了一半，但接下来该如何去实现相应功能呢？咱们一点点来动手实现。

2.1、利用存储过程实现按月动态创建表

   创建表的SQL语句大家都不陌生，按月份创建表之前，自然也需要一份原生创建表的DDL语句，如下：

CREATE TABLE `month_bills_202211`  (
    `month_bills_id` int(8) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '账单ID',
    `serial_number` varchar(50) NOT NULL COMMENT '流水号',
    `bills_info` text NOT NULL COMMENT '账单详情',
    `pay_money` decimal(10,3) NOT NULL COMMENT '支付金额',
    `machine_serial_no` varchar(20) NOT NULL COMMENT '收银机器',
    `bill_date` timestamp NOT NULL COMMENT '账单日期',
    `bill_comment` varchar(100) NULL DEFAULT '无' COMMENT '账单备注',
    PRIMARY KEY (`month_bills_id`) USING BTREE,
    UNIQUE `serial_number` (`serial_number`),
    KEY `bill_date` (`bill_date`)
)
ENGINE = InnoDB 
CHARACTER SET = utf8 
COLLATE = utf8_general_ci 
ROW_FORMAT = Compact;

上述的语句会创建一张月份账单表，这张表主要包含七个字段，如下：

其中注意的几个小细节：

• ①日期字段使用的是timestamp类型，而并非datetime，因为前者更省空间。
• ②账单详情字段用的是text类型，因为这个字段可能会出现很多的信息。
• ③定义了一个和表没有关系的自增字段作为主键，用于维护聚簇索引树的结构。

除开有上述七个字段外，还有三个索引：

到这里就有了最基本的建表语句，主要是用来创建第一张月份账单表，如果想要实现动态按照每月建表的话，还需要用到存储过程来实现，接着来写一个存储过程，但如若对于存储过程语法还不了解的各位小伙伴，这里就不再做基础讲解，可自行阅读之前的《全解MySQL存储过程》。

最终撰写出的存储过程如下：

DELIMITER // 
DROP PROCEDURE IF EXISTS create_table_by_month //
CREATE PROCEDURE `create_table_by_month`()
BEGIN
    -- 用于记录下一个月份是多久
    DECLARE nextMonth varchar(20);
    -- 用于记录创建表的SQL语句
    DECLARE createTableSQL varchar(5210);
    -- 执行创建表的SQL语句后，获取表的数量
    DECLARE tableCount int;
    -- 用于记录要生成的表名
    DECLARE tableName varchar(20);
    -- 用于记录表的前缀
    DECLARE table_prefix varchar(20);

  -- 获取下个月的日期并赋值给nextMonth变量
  SELECT SUBSTR(
    replace(
        DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH),
    '-', ''),
  1, 6) INTO @nextMonth;

  -- 设置表前缀变量值为td_user_banks_log_
  set @table_prefix = 'month_bills_';

  -- 定义表的名称=表前缀+月份，即 month_bills_2022112 这个格式
  SET @tableName = CONCAT(@table_prefix, @nextMonth);
  -- 定义创建表的SQL语句
  set @createTableSQL=concat("create table if not exists ",@tableName,"(
                `month_bills_id` int(8) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '账单ID',
                `serial_number` varchar(50) NOT NULL COMMENT '流水号',
                `bills_info` text NOT NULL COMMENT '账单详情',
                `pay_money` decimal(10,3) NOT NULL COMMENT '支付金额',
                `machine_serial_no` varchar(20) NOT NULL COMMENT '收银机器',
                `bill_date` timestamp NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '账单日期',
                `bill_comment` varchar(100) NULL DEFAULT '无' COMMENT '账单备注',
            PRIMARY KEY (`month_bills_id`) USING BTREE,
            UNIQUE `serial_number` (`serial_number`),
            KEY `bill_date` (`bill_date`)
            ) ENGINE = InnoDB 
            CHARACTER SET = utf8 
            COLLATE = utf8_general_ci 
            ROW_FORMAT = Compact;");

  -- 使用 PREPARE 关键字来创建一个预备执行的SQL体
  PREPARE create_stmt from @createTableSQL; 
  -- 使用 EXECUTE 关键字来执行上面的预备SQL体：create_stmt
  EXECUTE create_stmt;
  -- 释放掉前面创建的SQL体（减少内存占用）
  DEALLOCATE PREPARE create_stmt;

  -- 执行完建表语句后，查询表数量并保存再 tableCount 变量中
  SELECT 
    COUNT(1) INTO @tableCount 
  FROM 
    information_schema.`TABLES` 
  WHERE TABLE_NAME = @tableName;

  -- 查询一下对应的表是否已存在
  SELECT @tableCount 'tableCount';

END //
delimiter ;

上述这个存储过程比较长，但基本上都写好了注释，所以阅读起来应该还是比较轻松的，也包括该存储过程在MySQL5.1、8.0版本中都测试过，所以大家也可以直接用，主要拆解一下里面较为难理解的一句SQL，如下：

SELECT SUBSTR(
    replace(
        DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH),
    '-', ''),
1, 6) INTO @nextMonth;

这条语句执行之后会生成一个202212这样的月份数字，主要用来作为表名的后缀，以此来区分不同的表，但里面用了几个函数组合出了该效果，下面做一下拆解，如下：

-- 在当前日期的基础上增加一个月，如2022-11-12 23:46:11，会得到2022-12-12 23:46:11
select DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH);

-- 使用空字符代替日期中的 - 符号，得到 20221212 23:46:11 这样的效果
select replace('2022-12-12 23:46:11', '-', '');

-- 对字符串做截取，获取第一位到第六位，得到 202212 这样的效果
select SUBSTR("20221212 23:46:11",1,6);

经过上述拆解之后大家应该能看的很清楚，最终每次调用该存储过程时，都会基于当前数据库的时间，然后向后增加一个月，同时将格式转化为YYYYMM格式，接下来调用该存储过程，如下：

call create_table_by_month();
+------------+
| tableCount |
+------------+
|        1   |
+------------+

当返回的值为1而并非0时，就表示已经在数据库中查到了前面通过存储过程创建的表，即表示动态创建表的存储过程可以生效！接着为了能够每月定时触发，可以在MySQL中注册一个每月执行一次的定时事件，如下：

create EVENT 
    `create_table_by_month_event`  -- 创建一个定时器
ON SCHEDULE EVERY 
    1 MONTH -- 每间隔一个月执行一次
STARTS
    '2022-11-28 00:00:00' -- 从2022-11-28 00:00:00后开始
ON COMPLETION
    PRESERVE ENABLE  -- 执行完成之后不删除定时器
DO 
    call create_table_by_month(); -- 每次触发定时器时执行的语句

MySQL5.1版本中除开引入了存储过程/函数、触发器的支持外，还引入了定时器的技术，也就是支持定时执行一条SQL，此时咱们可借助MySQL自带的定时器来定时调用之前的存储过程，最终实现按月定时创建表的需求！

但定时器在使用之前，需要先查看定时器是否开启，如下：
show variables like 'event_scheduler';
如果是OFF关闭状态，需要通过set global event_scheduler = 1 | on;命令开启。
如果想要永久生效，MySQL8.0以下的版本可找到my.ini/my.conf文件，然后找到[mysqld]的区域，再里面多加入一行event_scheduler = ON的配置即可。

这里再附上一些管理定时器的命令：

-- 查看创建的定时器
show events;
select * from mysql.event;
select * from information_schema.EVENTS;
-- 删除一个定时器
drop event 定时器名称;
-- 关闭一个定时器任务
alter event 定时器名称 on COMPLETION PRESERVE DISABLE;  
-- 开启一个定时器任务
alter event 定时器名称 on COMPLETION PRESERVE ENABLE;

经过上述几步后，就能够让MySQL自己按月创建表了，但为啥我会将定时器的时间设置为2022-11-28 00:00:00这个时间后开始呢？因为202211这张表我已经手动建立了，不将建立表的工作放在月初一号执行，这是因为前面的存储过程是创建下月表，而不是创建当月表，同时月底提前创建下月表，还能提高容错率，在MySQL定时器故障的情况下，能预留人工介入的时间。

2.2、写入数据时能够根据月份插入对应表

   作为一个后端项目，必然还需要搭建客户端，这里用SpringBoot+MyBatis来快速构建一个单体项目（最后会给出完整源码），这里需要注意，月份账单表对应的实体类中要多出一个targetTable字段，如下：

public class MonthBills {
   
   
    // 月份账单表ID
    private Integer monthBillsId;
    // 账单流水号
    private String serialNumber;
    // 支付金额
    private BigDecimal payMoney;
    // 收银机器
    private String machineSerialNo;
    // 账单日期
    private Date billDate;
    // 账单详情
    private String billsInfo;
    // 账单备注
    private String billComment;

    // 要操作的目标表
    private String targetTable;

    // 省略构造方法和Get/Set方法.....
}

上述的实体类与之前的表字段结构几乎完全相同，但会多出一个targetTable属性，后续会用来记录要操作的目标表，接着再撰写一个工具类，如下：

public class TableTimeUtils {
   
   
    /*
     * 使用ThreadLocal来确保线程安全，或者可以使用Java8新引入的DateTimeFormatter类：
     *      monthTL：负责将一个日期处理成 YYYYMM 格式
    */
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> monthTL =
            ThreadLocal.withInitial(() ->
                    new SimpleDateFormat("YYYYMM"));

    // 表的前缀
    private static String tablePrefix = "month_bills_";

    // 将一个日期格式化为YYYYMM格式
    public static String getYearMonth(Date date) {
   
   
        return monthTL.get().format(date);
    }

    // 获取目标数据的表名（操作单条数据公用的方法：增删改查）
    public static void getDataByTable(MonthBills monthBills){
   
   
        // 获取传入对象的时间
        Date billDate = monthBills.getBillDate();
        // 根据该对象中的时间，计算出要操作的表名后缀
        String yearMonth = getYearMonth(billDate);
        // 将表前缀和后缀拼接，得到完整的表名，如：month_bills_202211
        monthBills.setTargetTable(tablePrefix + yearMonth);
    }
}

这个工具类主要负责处理日期的时间格式，以及用来定位要操作的目标表名，对于日期格式化类：SimpleDateFormat由于是线程不安全的，所以使用ThreadLocal来确保线程安全！上述工具类中主要提供了两个基础方法：

• getYearMonth()：将一个日期格式化成YYYYMM格式。
• getDataByTable()：获取单条数据操作时的表名。

有了工具类后，接着来撰写Dao、Mapper层的代码，如下：

@Mapper
@Repository
public interface MonthBillsMapper {
   
   
    int deleteByPrimaryKey(Integer monthBillsId);

    int insertSelective(MonthBills record);

    MonthBills selectByPrimaryKey(Integer monthBillsId);

    int updateByPrimaryKeySelective(MonthBills record);
}

上述是月份账单表对应的Dao/Mapper接口，因为我这里是通过MyBatis的逆向工程文件自动生成的，所以名字就是上面那样，我这边未成更改，接着来看看对应的xml文件，如下：

<insert id="insertSelective" parameterType="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills">
insert into ${targetTable}
<trim prefix="(" suffix=")" suffixOverrides="," >
  <if test="monthBillsId != null" >
    month_bills_id,
  </if>
  <if test="serialNumber != null" >
    serial_number,
  </if>
  <if test="payMoney != null" >
    pay_money,
  </if>
  <if test="machineSerialNo != null" >
    machine_serial_no,
  </if>
  <if test="billDate != null" >
    bill_date,
  </if>
  <if test="billComment != null" >
    bill_comment,
  </if>
  <if test="billsInfo != null" >
    bills_info,
  </if>
</trim>
<trim prefix="values (" suffix=")" suffixOverrides="," >
  <if test="monthBillsId != null" >
    #{monthBillsId,jdbcType=INTEGER},
  </if>
  <if test="serialNumber != null" >
    #{serialNumber,jdbcType=VARCHAR},
  </if>
  <if test="payMoney != null" >
    #{payMoney,jdbcType=DECIMAL},
  </if>
  <if test="machineSerialNo != null" >
    #{machineSerialNo,jdbcType=VARCHAR},
  </if>
  <if test="billDate != null" >
    #{billDate,jdbcType=TIMESTAMP},
  </if>
  <if test="billComment != null" >
    #{billComment,jdbcType=VARCHAR},
  </if>
  <if test="billsInfo != null" >
    #{billsInfo,jdbcType=LONGVARCHAR},
  </if>
</trim>
</insert>

上述这么大一长串，其实也不是俺手敲的，依旧是MyBatis逆向工程生成的代码，但我对其中的一处稍微做了改动，如下：

-- 原本生成的代码是：
insert into month_bills_202211
-- 然后被我改成了：
insert into ${targetTable}

还记得最开始的实体类中，咱们多添加的那个targetTable属性嘛？在这里会根据该字段的值动态的去操作不同月份的表，接着来写一下Service层的接口和实现类，如下：

// Service接口（目前里面只有一个方法）
public interface IMonthBillsService {
   
   
    int insert(MonthBills monthBills);
}

// Service实现类
@Service
public class MonthBillsServiceImpl implements IMonthBillsService {
   
   
    @Autowired
    private MonthBillsMapper billsMapper;

    @Override
    public int insert(MonthBills monthBills) {
   
   
        // 获取要插入数据的表名
        TableTimeUtils.getDataByTable(monthBills);
        // 返回插入数据的状态
        return billsMapper.insertSelective(monthBills);
    }
}

在service层目前仅实现了一个插入数据的方法，其中的逻辑也非常简单，仅仅在调用Dao层的插入方法之前，获取了一下当前这条数据要插入的表名，最后来看看Controller/API层，如下：

@RestController
@RequestMapping("/bills")
public class MonthBillsAPI {
   
   

    @Autowired
    private IMonthBillsService billsService;

    // 账单结算的API
    @RequestMapping("/settleUp")
    public String settleUp(MonthBills monthBills){
   
   
        // 设置账单交易时间为当前时间
        monthBills.setBillDate(new Date(System.currentTimeMillis()));
        // 使用UUID随机生成一个流水号
        monthBills.setSerialNumber(monthBills.getMachineSerialNo() 
            + System.currentTimeMillis());
        // 调用新增账单数据的service方法
        if (billsService.insert(monthBills) > 0){
   
   
            return ">>>>账单结算成功<<<<";
        }
        return ">>>>账单结算失败<<<<";
    }
}

在API层主要对外提供了一个账单结算的接口，这里为了方便测试，所以对于请求方式的处理就没那么严谨了，在调用该接口后，会先获取一下当前系统时间作为账单时间，接着会随机生成一个UUID作为流水号，最后就会调用service层的insert()方法。

到这里为止就搭建出了一个最简单的WEB接口，接着来做一个小小的测试，这里为了方便就不用专门的PostMan工具了，就通过浏览器简单的调试一下，接口如下：
http://localhost:8080/bills/settleUp?billsInfo=白玉竹子*3：9999.999&payMoney=9999.999&machineSerialNo=NF-002-X

最终测试效果图如下：

效果很明显，确实做到了咱们需要的效果，接着来看看控制台输出的SQL日志，如下：

主要可以观察到，原本xml中的动态表名，最终会根据月份被替换为具体的表名，最后再来看看数据库中的表是否真正插入了数据，如下：

因为之前测试过一次，因此表中早有了一条数据，主要观察第二条，的确是咱们刚刚测试时插入的数据，这也就意味着咱们按月动态插入的需求已经实现。

但看到这里估计绝大部分小伙伴略微有些懵，毕竟一通代码下来看起来，尤其是不在IDEA工具里面，没那么方便调试，因此最后画一个执行流程图，提供给诸位来梳理整体思路！

• ①客户端调用结算接口，传入相关的账单数据，即账单详情、账单金额、收银机器。
• ②API层会先获取当前系统时间作为账单交易的时间，然后调用Service层的插入方法。
• ③Service层会先根据账单交易时间，获取到数据具体要插入的表名，接着调用Dao层接口。
• ④Dao层会根据上层传递过来的表名，生成具体的SQL语句，然后执行插入数据的操作。

三、按月分表后要解决的问题

   上述已经将最基础的需求做了简单实现，那么接着再分析一下这些月份账单表还会有哪些需求呢？

• ①除去最基本的新增操作外，还会有删除、修改、查询账单的需求。
• ②一般账单表中的流水数据，都会支持按时间进行范围查询操作。

上述这两个需求会是账单表中还会存在的操作，对于第一点也比较容易实现，就是要求客户端在修改、删除、查询数据时，都必须携带上对应的时间，一般客户端的修改、删除操作都是基于先查询出数据的基础之上的，而一般查询数据都会按照月份进行查询，或者根据流水号进行查询。

3.1、根据流水号查询数据

还记得前面对于流水号的设计嘛？前面没有太过说明，这里咱们单独拧出来聊一聊：

setSerialNumber(monthBills.getMachineSerialNo()+System.currentTimeMillis());

这里使用了收银机器序列号+时间戳作为账单流水号，因为同一台机器在同一时间内，绝对只能对一个账单进行结算，所以再结合递增的时间戳，就能够得到一个全局唯一的流水号。System.currentTimeMillis()获取到的时间戳是13位数字，会放在机器序列号的后面，那接下来如果客户端要根据流水号查询账单数据，又该如何定位具体的表呢？首先需要在工具类中撰写一个新的方法：

// 根据流水号得到表名
public static void getTableBySerialNumber(MonthBills monthBills){
   
   
    // 获取流水号的后13位（时间戳）
    String timeMillis = monthBills.getSerialNumber().
            substring(monthBills.getSerialNumber().length() - 13);
    // 将字符串类型的时间戳转换为long类型
    long millis = Long.parseLong(timeMillis);
    // 调用getYearMonth()方法获取时间戳中的年月
    String yearMonth = getYearMonth(new Date(millis));
    // 用表的前缀名拼接年月，得到最终要操作的表名
    monthBills.setTargetTable(tablePrefix + yearMonth);
}

上面这个方法实际上很简单，就是先解析流水号中的时间戳，然后根据时间戳得到具体的年月，最后拼接表的前缀名，得到最终需要操作的表名，接着来写一下Dao层代码，如下：

<!-- 在MonthBillsMapper中多定义一个接口： -->
<!-- MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills record); -->

<!-- 定义返回的结果集 -->
<resultMap id="ResultMapMonthBills" type="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills" >
<constructor >
  <idArg column="month_bills_id" jdbcType="INTEGER" javaType="java.lang.Integer" />
  <arg column="serial_number" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
  <arg column="pay_money" jdbcType="DECIMAL" javaType="java.math.BigDecimal" />
  <arg column="machine_serial_no" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
  <arg column="bill_date" jdbcType="TIMESTAMP" javaType="java.util.Date" />
  <arg column="bill_comment" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
  <arg column="bills_info" jdbcType="LONGVARCHAR" javaType="java.lang.String" />
</constructor>
</resultMap>

<!-- 定义字段列表 -->
<sql id="Base_Column_List" >
    month_bills_id, serial_number, bills_info, pay_money, machine_serial_no,
        bill_date, bill_comment
</sql>

<!-- 编写对应的查询语句,这里依旧是通过 ${targetTable} 动态表名做查询 -->
<select id="selectBySerialNumber" resultMap="ResultMapMonthBills"
    parameterType="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills" >
select 
<include refid="Base_Column_List" />
from ${targetTable}
where serial_number = #{serial_number,jdbcType=VARCHAR}
</select>

接着来写一下Service层的代码，如下：

// 在IMonthBillsService接口中多定义一个方法
MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills monthBills);

// 在MonthBillsServiceImpl实现类中撰写具体的实现
@Override
public MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills monthBills) {
   
   
    // 根据流水号获取要查询数据的具体表名
    TableTimeUtils.getTableBySerialNumber(monthBills);
    // 调用Dao层根据流水号查询数据的方法
    return billsMapper.selectBySerialNumber(monthBills);
}

这里的实现尤为简单，仅调用了一下前面写的工具类方法，获取了一下要查询数据的动态表名，接着再来写一下API层的接口，如下：

// 根据流水号查询数据的API
@RequestMapping("/selectBySerialNumber")
public String selectBySerialNumber(MonthBills monthBills){
   
   
    // 调用Service层根据流水号查询数据的方法
    MonthBills result = billsService.selectBySerialNumber(monthBills);
    if (result != null){
   
   
        return result.toString();
    }
    return ">>>>未查询到流水号对应的数据<<<<";
}

接着来做一下测试，调用地址如下：

• http://localhost:8080/bills/selectBySerialNumber?serialNumber=NF-002-X1668494222684

测试效果图如下：

此时会发现，根据流水号查询数据的效果就实现啦，这里主要是得设计好流水号的组成，其中一定要包含一个时间戳在内，这样就能够通过解析流水号的方式，得到具体要查询数据的表名，否则根据流水号查询数据的动作将异乎寻常的困难，因为需要把全部表扫描一次才能得到数据。

设计好根据流水号查询数据后，对于修改和删除的操作则不再重复撰写啦！因为过程也大致相同，就是在修改、删除时，同样先根据流水号定位到具体要操作的表，接着再去对应表中做相应操作即可。

3.2、按时间范围查询数据

按时间范围查询账单的流水数据，这是所有后台管理系统中都支持的功能，在这个项目中也不例外，但想要实现这个功能，则必须要有先实现两个功能：

• ①能够根据用户输入的两个时间范围，得到两个日期之间的所有表名。
• ②能够根据第①步中得到的表名，生成对应的查询语句，能够在单张表、多张表中通用。

上述这两个需求实际上实现起来也并不难，接着来一起做一下！

3.2.1、得到两个日期之间的所有表名

想要实现这个功能，那必然需要再在工具类中撰写一个方法，如下：

// 获取按时间范围查询时，两个日期之间，所有月份账单表的表名
public static List<String> getRangeQueryByTables(String startTime, String endTime){
   
   
    // 声明一个日期格式化类
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM");
    // 声明保存表名的集合
    List<String> tables = new ArrayList<>();
    try {
   
   
        // 将两个传入的字符日期转换成日期类型
        Date startDate = sdf.parse(startTime);
        Date endDate = sdf.parse(endTime);

        //用 Calendar 进行日期比较判断
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        while (startDate.getTime() <= endDate.getTime()){
   
   
            // 把生成的月份拼接表前缀名，加入到集合中
            tables.add(tablePrefix + monthTL.get().format(startDate));
            // 设置日期，并把比对器的日期增加一月
            calendar.setTime(startDate);
            calendar.add(Calendar.MONTH, 1);
            // 获取增加后的日期
            startDate = calendar.getTime();
        }
    } catch (ParseException e) {
   
   
        e.printStackTrace();
    }
    // 返回两个日期之间的所有表名
    return tables;
}

该方法需要传入两个参数，即两个字符串类型的时间，接着会通过Calendar工具类，对两个日期的大小做判断，当开始日期小于结束日期时，则会直接将表前缀名与年月拼接，得到一张月份账单表的表名，接着会对开始日期加一个月，然后继续重复上一步......，直至得到两日期之间的所有表名。

3.2.2、根据表名集合生成对应的SQL语句

想要实现这个功能其实也非常简单，只需要做一堆判断即可，再在工具类中写一个方法：

// 根据日期生成SQL语句的方法
public static String getRangeQuerySQL(String startTime, String endTime){
   
   
    // 先获取两个日期之间的所有表名
    List<String> tables = getRangeQueryByTables(startTime, endTime);
    // 提前创建一个字符串对象保存SQL语句
    StringBuffer sql = new StringBuffer();
    // 如果查询的两个日期是同一张表，则直接生成 BETWEEN AND 的SQL语句
    if (tables.size() == 1){
   
   
        sql.append("select * from ")
                .append(tables.get(0))
                .append(" where bill_date BETWEEN '")
                .append(startTime)
                .append("' AND '")
                .append(endTime)
                .append("';");
        // 如果本次范围查询的两个日期之间有多张表
    }else {
   
   
        // 则用for循环遍历所有表名
        for (String table : tables) {
   
   
            // 对于第一张表则只需要查询开始日期之后的数据
            if (table.equals(tables.get(0))){
   
   
                sql.append("select * from ")
                        .append(table)
                        .append(" where bill_date > '")
                        .append(startTime)
                        .append("' union all ");
            }
            // 对于最后一张表只需要查询结束日期之前的数据
            else if (table.equals(tables.get(tables.size()-1))){
   
   
                sql.append("select * from ")
                        .append(table)
                        .append(" where bill_date < '")
                        .append(endTime)
                        .append("';");
                // 对于其他表则获取所有数据
            } else {
   
   
                sql.append("select * from ")
                        .append(table)
                        .append("' union all ");
            }
        }
    }
    // 返回最终生成的SQL语句
    return sql.toString();
}

这个方法看起来似乎有些长，但其实功能也非常简单，如下：

• ①如果两个日期在一个月内，则生成BETWEEN AND的查询语句。
• 如果两个日期间隔了多月，则用for循环遍历前面得到的表名：
  • 如果是第一张表，则只需要查询开始日期之后的数据，再用union all拼接后面的语句。
  • 如果是最后一张表，则只需要查询结束日期之前的数据，以;分号结尾即可。
  • 如果是中间的表，则查询对应的所有数据，接着继续用union all拼接其他语句。

接着做个简单的小测试，效果如下：

很明显，通过这两个方法，可以实现最初咱们提出的两个需求，实现这两个基础功能后，接着套入到前面的项目中~

3.2.3、实现按时间做范围查询的API接口

依旧按照之前的步骤，先定义Dao层的接口和.xml文件，如下：

// 定义一个返回多条数据的接口
List<MonthBills> rangeQueryByDate(@Param("sql") String sql);

<select id="rangeQueryByDate" resultMap="ResultMapMonthBills"
    parameterType="java.lang.String" >
    ${sql}
  </select>

主要观察xml文件中的代码，因为这里需要实现自定义SQL的执行，所以将SQL语句的生成工作放在了外部完成，在xml中仅需将对应的SQL语句发给MySQL执行，并接收返回结果即可，接着来写一下Service层的接口和实现：

// 在IMonthBillsService接口中多定义一个方法
List<MonthBills> rangeQueryByDate(String startTime, String endTime);

// 在MonthBillsServiceImpl实现类中撰写具体的实现
@Override
public List<MonthBills> rangeQueryByDate(String startTime, String endTime) {
   
   
    // 获取范围查询时的SQL语句
    String sql = TableTimeUtils.getRangeQuerySQL(startTime,endTime);
    return billsMapper.rangeQueryByDate(sql);
}

其实核心工作已经在之前的工具类中完成了，这里仅需调用工具类中，生成两个日期之间的查询语句即可，接着再写一下API层的对外接口，就大功告成啦！如下：

// 按照范围查询两个日期之间的所有账单数据
@RequestMapping("/rangeQueryByTime")
public String rangeQueryByTime(@RequestParam("start") String start,
                               @RequestParam("end")String end){
   
   
    // 调用Service层根据流水号查询数据的方法
    List<MonthBills> bills = billsService.rangeQueryByDate(start, end);
    if (bills != null){
   
   
        return bills.toString();
    }
    return ">>>>指定的日期中没有账单数据<<<<";
}

在这里面仅仅只是调用了Service层的方法而已，接下来测试一下，测试地址为：

• localhost:8080/bills/rangeQueryByTime?start=2022-11-01&end=2022-11-30

最终效果如下：

因为我表中就两条数据，所以就做了一个单月表的测试，这里单月账单表的数据查询无误，大家也可以再建立一张其他月份的账单表，效果也是照样没有问题的~

3.2.4、按时间范围查询数据小结

其实这里的做法仅仅只是为了给大家演示效果，之前的实际业务中远比这更加复杂，因为每张月份账单表会有上千万条数据，不可能一次性查询几张、几十张的月份账单表，这样对于网络、资源的开销太大。

实际业务中，一方面会限制查询的日期范围，最多只允许客户查询近六月的账单流水。另一方面还会结合数据分页，也就是每页仅显示20条数据，随着用户的翻页动作触发后，才会对每张不同的月份账单表做查询。

对于这种会批量查询所有账单表的业务，基本上是查询一些流水交易金额的统计数据，而且也仅是提供给后台系统操作，用于定时跑批去生成统计数据，如近一周、一月、一季、半年、一年的交易金额、账单总量.....等这类需求。

这里给大家实现这个需求的目的在于：让大家理解按月做了水平分表后，该如何查询多张表的数据。

四、库内分表篇总结

   看到这里，对于库内分表篇的内容也接近了尾声，有小伙伴也许会疑惑：那如果我每月的数据量更大怎么办呢？比如前面的例子中，如果再投入了多批机器怎么办？每月的数据量达到3000W、6000W.....甚至上亿怎么办？

如若你存在这块的顾虑，其实大可不必担心，因为咱们既然可以按月分表，那能否按半月为周期分表呢？能否按星期分表呢？能否以三天、一天为一个维度分表呢？答案显然是可以的，所以数据量无论有多大，都可能按不同的周期来划分表。

不过一般对于库内分表的场景会很少用到，毕竟库中只有某些表的数据量较大时，才会选用这种方案，如果整库的数据量较大、访问压力较高，则会直接采用分库方案（不过本篇的内容，对于一些身处东南亚的朋友，应该用的还是比较频繁的~）。

本章内容属于大家几乎很少见到的库内分表落地实践，其他一些讲解分表技术的资料/文章，基本上仅停留在概念层次的分享，所以如若你看完后对你有些许收获，那请不要忘了点赞支持哦~，最后也附上项目的《源码地址》，感兴趣的也可自己down下来玩一玩（里面也附带了对应的SQL代码）！

其实库内分表除开本文讲解的方式外，大家通过整合Sharding-JDBC框架来实现会更加轻松，但那样会导致依赖变多，所以如果你项目中不需要用到太多的分表，则可采用本文这种方式实现。