终于可以一行代码也不用改了！ShardingSphere 原生驱动问世

一、背景

ShardingSphereDataSourceFactory 是 Apache ShardingSphere-JDBC 端的最基础用户 API，它用于将用户的规则配置对象进行转化，并生成为标准 DataSource 的实现。除此之外，它还提供了用于 YAML 配置的 YamlShardingSphereDataSourceFactory，以及用于 Spring 的自定义命名空间和 Spring Boot Starter。

DataSource 是标准的 Java JDBC 接口，工程师可以通过它进一步创建符合 JDBC 标准的 Connection、Statement、PreparedStatement、ResultSet 等耳熟能详的标准对象。完全符合 JDBC 接口的实现，让工程师使用 Apache ShardingSphere-JDBC 与使用原生的 JDBC 没有区别，也可以透明化的对接各种 ORM 框架。

二、痛点

虽然标准的 JDBC 接口，可以在开发过程中完全适配，但通过 ShardingSphere API 创建 DataSource，却改变了工程师的原有的数据库驱动加载方式。虽然只需要修改少量（一行）的启动代码，但是对于希望平滑迁移至 ShardingSphere 的系统来说，切实地增加了额外的开发成本；且对于无法掌握源码的系统（如：外采系统）来说，使用 ShardingSphere 则困难重重。

一直以来，ShardingSphere 都缺乏 JDBC 驱动的实现，这主要受限于它的设计初衷。通过 Java 配置的 ShardingSphere-JDBC 可以将灵活度提升到可编程级别，但 JDBC 的 Driver 接口则并未提供太多可额外配置的空间，仅通过 URL 和 Properties，会大幅限制 ShardingSphere 的配置灵活度。YAML 配置虽然可以和 Driver 的 URL 更好的适配，且可读性更强，但属于静态配置的范畴，与动态配置的灵活度相比，则明显不足。因此，ShardingSphere-JDBC 采用数据库连接池的相似策略，绕过了 JDBC 标准接口的限制，直接将 DataSource 暴露给用户。

然而，改动一行代码和一行代码都不改动是不可逾越的天堑，这也成为了 ShardingSphere-JDBC 易用性的最大痛点。

三、契机

随着 ShardingSphere 的另一款产品 —— ShardingSphere-Proxy 的逐渐成熟，它的两个重要的生态类功能——混合部署和 DistSQL 应运而生。

ShardingSphere-JDBC 的轻量级和高性能的特性，使其更加适合于面向应用运行时的 CRUD 操作；ShardingSphere-Proxy 的易用性和兼容性，则使其更加适合于面向数据库管控的 DDL 操作。两个产品共同使用，互相取长补短，成为了更加完善的新一代架构方案。

兼具编程和 SQL 展现力的 DistSQL，在灵活性和易用性之间取得了完美的平衡。因此，在 ShardingSphere-JDBC 的配置属性大幅降低的架构模型中，使用 JDBC 的 URL 连接治理中心，并采用 DistSQL 进行配置操作，是最佳的解决方案。DistSQL 的安全性，是 Java 和 YAML 的配置方式所不具备的，它天然支持权限控制和 SQL 审计等高阶能力，让 DBA 运维数据库集群更加得心应手。

四、实现

在前提条件一一达成之后，ShardingSphere-JDBC 5.1.2 版本顺势而为，提供了 JDBC 驱动。它可以仅通过配置变更即可使用，工程师再也无需修改代码。

驱动类名称

org.apache.shardingsphere.driver.ShardingSphereDriver

URL 配置说明

• 以 jdbc:shardingsphere: 为前缀
• 配置文件：xxx.yaml，配置文件格式与 YAML 配置一致

• 配置文件加载规则：

  • 无前缀表示从绝对路径加载配置文件
  • classpath: 前缀表示从类路径中加载配置文件

五、使用步骤

使用原生驱动

Class.forName("org.apache.shardingsphere.driver.ShardingSphereDriver");
String jdbcUrl = "jdbc:shardingsphere:classpath:config.yaml";

String sql = "SELECT i.* FROM t_order o JOIN t_order_item i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.user_id=? AND o.order_id=?";
try (
        Connection conn = DriverManager.getConnection(jdbcUrl);
        PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql)) {
    ps.setInt(1, 10);
    ps.setInt(2, 1000);
    try (ResultSet rs = preparedStatement.executeQuery()) {
        while(rs.next()) {
            // ...        }
    }
}

使用数据库连接池

String driverClassName = "org.apache.shardingsphere.driver.ShardingSphereDriver";
String jdbcUrl = "jdbc:shardingsphere:classpath:config.yaml";// 以 HikariCP 为例 HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
dataSource.setDriverClassName(driverClassName);
dataSource.setJdbcUrl(jdbcUrl);

String sql = "SELECT i.* FROM t_order o JOIN t_order_item i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.user_id=? AND o.order_id=?";
try (
        Connection conn = dataSource.getConnection();
        PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql)) {
    ps.setInt(1, 10);
    ps.setInt(2, 1000);
    try (ResultSet rs = preparedStatement.executeQuery()) {
        while(rs.next()) {
            // ...        }
    }
}

参考信息

• JDBC 驱动

https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/user-manual/shardingsphere-jdbc/jdbc-driver/

六、结语

ShardingSphere-JDBC 驱动的出现，使 ShardingSphere 的易用性获得了前所未有的加强。在未来规划中，JDBC 驱动可以进一步简化，直接在 URL 中提供治理中心地址即可。Apache ShardingSphere 已大踏步向多元化的分布式集群迈进。新时代已经到来，快来体验一下 ShardingSphere 的新版本的强大功能吧！

以上就是本次分享的全部内容，如果有对 Apache ShardingSphere 有任何疑问或建议，欢迎在 GitHub issue 列表提出，或可前往中文社区交流讨论。

GitHub issue：

https://github.com/apache/shardingsphere/issues

贡献指南：

https://shardingsphere.apache.org/community/cn/contribute/

中文社区：

https://community.sphere-ex.com/

Apache ShardingSphere 官网：

https://shardingsphere.apache.org/

SphereEx 官网：

https://www.sphere-ex.com

作者

张亮，SphereEx CEO，Apache ShardingSphere PMC Chair。主要负责 ShardingSphere 架构演进和技术难点攻克。