概念解析

垂直分片

按照業務拆分的方式稱為垂直分片，又稱為縱向拆分，它的核心理念是專庫專用。 在拆分之前，一個數據庫由多個數據表構成，每個表對應著不同的業務。而拆分之後，則是按照業務將表進行歸類，分佈到不同的資料庫中，從而將壓力分散至不同的資料庫。 下圖展示了根據業務需要，將使用者表和訂單表垂直分片到不同的資料庫的方案。

垂直分片往往需要對架構和設計進行調整。通常來講，是來不及應對網際網路業務需求快速變化的；而且，它也並無法真正的解決單點瓶頸。 垂直拆分可以緩解資料量和訪問量帶來的問題，但無法根治。如果垂直拆分之後，表中的資料量依然超過單節點所能承載的閾值，則需要水平分片來進一步處理。

水平分片

水平分片又稱為橫向拆分。 相對於垂直分片，它不再將資料根據業務邏輯分類，而是通過某個欄位（或某幾個欄位），根據某種規則將資料分散至多個庫或表中，每個分片僅包含資料的一部分。 例如：根據主鍵分片，偶數主鍵的記錄放入0庫（或表），奇數主鍵的記錄放入1庫（或表），如下圖所示。

水平分片從理論上突破了單機資料量處理的瓶頸，並且擴充套件相對自由，是分庫分表的標準解決方案。

開發準備

分庫分表常用的元件就是shardingsphere，目前已經是apache頂級專案，這次我們使用springboot2.1.9 + shardingsphere4.0.0-RC2（均為最新版本）來完成分庫分表的操作。

假設有一張訂單表，我們需要將它分成2個庫，每個庫三張表，根據id欄位取模確定最終資料的位置，資料庫環境配置如下：

• 172.31.0.129
  • blog
    • t_order_0
    • t_order_1
    • t_order_2
• 172.31.0.131
  • blog
    • t_order_0
    • t_order_1
    • t_order_2

三張表的邏輯表為t_order，大家可以根據建表語句準備好其他所有資料表。　

DROP TABLE IF EXISTS `t_order_0;
CREATE TABLE `t_order_0` (
`id` bigint(20) NOT NULL,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '名稱',
`type` varchar(255) DEFAULT
 
 NULL COMMENT '型別',
`gmt_create` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

注意，千萬不能將主鍵的生成規則設定成自增長，需要按照一定規則來生成主鍵，這裡使用shardingsphere中的SNOWFLAKE俗稱雪花演算法來生成主鍵

程式碼實現

• 修改pom.xml,引入相關元件

<properties>
<java.version>1.8</java.version>
<mybatis-plus.version>3.1.1</mybatis-plus.version>
<sharding-sphere.version>4.0.0-RC2</sharding-sphere.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>2.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>8.0.15</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
<version>${mybatis-plus.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
<artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId>
<version>${sharding-sphere.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
<artifactId>sharding-jdbc-spring-namespace</artifactId>
<version>${sharding-sphere.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>

• 配置mysql-plus

 1 @Configuration
 2 @MapperScan("com.github.jianzh5.blog.mapper")
 3 public class MybatisPlusConfig {
 4 /**
 5 * 攻擊 SQL 阻斷解析器
 6 */
 7 @Bean
 8 public PaginationInterceptor paginationInterceptor(){
 9 PaginationInterceptor paginationInterceptor = new PaginationInterceptor();
10 List<ISqlParser> sqlParserList = new ArrayList<>();
11 sqlParserList.add(new BlockAttackSqlParser());
12 paginationInterceptor.setSqlParserList(sqlParserList);
13 return new PaginationInterceptor();
14 }
15 /**
16 * SQL執行效率外掛
17 */
18 @Bean
19 // @Profile({"dev","test"})
20 public PerformanceInterceptor performanceInterceptor() {
21 return new PerformanceInterceptor();
22 }
23 }

• 編寫實體類Order

1 @Data
2 @TableName("t_order")
3 public class Order {
4 private Long id;
5 private String name;
6 private String type;
7 private Date gmtCreate;
8 }

• 編寫DAO層,OrderMapper

1 /**
2 * 訂單Dao層
3 */
4 public interface OrderMapper extends BaseMapper<Order> {
5 }

• 編寫介面及介面實現

 1 public interface OrderService extends IService<Order> {
 2 }
 3 /**
 4 * 訂單實現層
 5 * @author jianzh5
 6 * @date 2019/10/15 17:05
 7 */
 8 @Service
 9 public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements OrderService {
10 }

• 配置檔案（配置說明見備註）

server.port=8080
# 配置ds0 和ds1兩個資料來源
spring.shardingsphere.datasource.names = ds0,ds1
#ds0 配置
spring.shardingsphere.datasource.ds0.type = com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds0.jdbc-url = jdbc:mysql://192.168.249.129:3306/blog?characterEncoding=utf8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&useSSL=false
spring.shardingsphere.datasource.ds0.username = root
spring.shardingsphere.datasource.ds0.password = 000000
#ds1 配置
spring.shardingsphere.datasource.ds1.type = com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds1.jdbc-url = jdbc:mysql://192.168.249.131:3306/blog?characterEncoding=utf8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&useSSL=false
spring.shardingsphere.datasource.ds1.username = root
spring.shardingsphere.datasource.ds1.password = 000000
# 分庫策略 根據id取模確定資料進哪個資料庫
spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.sharding-column = id
spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.algorithm-expression = ds$->{id % 2}
# 具體分表策略
# 節點 ds0.t_order_0,ds0.t_order_1,ds1.t_order_0,ds1.t_order_1
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.actual-data-nodes = ds$->{0..1}.t_order_$->{0..2}
# 分表字段id
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.table-strategy.inline.sharding-column = id
# 分表策略 根據id取模,確定資料最終落在那個表中
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.table-strategy.inline.algorithm-expression = t_order_$->{id % 3}
# 使用SNOWFLAKE演算法生成主鍵
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.key-generator.column = id
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.key-generator.type = SNOWFLAKE
#spring.shardingsphere.sharding.binding-tables=t_order
spring.shardingsphere.props.sql.show = true

• 編寫單元測試，檢視結果是否正確

 1 public class OrderServiceImplTest extends BlogApplicationTests {
 2 @Autowired
 3 private OrderService orderService;
 4 @Test
 5 public void testSave(){
 6 for (int i = 0 ; i< 100 ; i++){
 7 Order order = new Order();
 8 order.setName("電腦"+i);
 9 order.setType("辦公");
10 orderService.save(order);
11 }
12 }
13 @Test
14 public void testGetById(){
15 long id = 1184489163202789377L;
16 Order order = orderService.getById(id);
17 System.out.println(order.toString());
18 }
19 }

• 在資料表中檢視資料，確認資料正常插入
  

• 至此分庫分表開發完成