数据库中间件Mycat

Mycat是基于Java编写的实现了MySQL协议的数据库中间件，可以将它看成一个数据库代理，可以直接用MySQL客户端工具访问。其核心功能是分库分表和读写分离。

MyCat 是基于阿里开源的 Cobar 产品而研发，Cobar 的稳定性、可靠性、优秀的架构和性能以及众多成熟的使用案例使得 Mycat 变得非常的强大。

官网 http://www.mycat.org.cn/

1.1 Mycat作用

1.1.1 数据分片

数据分片包括里：垂直分片和水平分片，垂直分片包括：垂直分库和垂直分表，水平分片包括： 水平分库和水平分表。

1）垂直分库

• 数据库中不同的表对应着不同的业务，垂直切分是指按照业务的不同将表进行分类,分布到不同的数据库上面
• 将数据库部署在不同服务器上，从而达到多个服务器共同分摊压力的效果

2) 垂直分表

表中字段太多且包含大字段的时候，在查询时对数据库的IO、内存会受到影响，同时更新数据时，产生的binlog文件会很大，MySQL在主从同步时也会有延迟的风险。

• 将一个表按照热字段（访问频繁）、大字段和其他字段分开，存储热字段的表更新频繁，存储冷字段或者大字段的表反问频率低，可以分散压力。

比如下面的商品表，我们把大字段商品详情字段提取出来，单独放在一张表

垂直拆分带来优缺点：

• 解决业务层面的耦合，业务清晰
• 能对不同业务的数据进行分级管理、维护、监控、扩展等
• 高并发场景下，垂直分库一定程度的提高访问性能
• 垂直拆分没有彻底解决单表数据量过大的问题

3）水平分库

没有单独的水平分库，水平分库就是水平分库分表，将单张表的数据切分到多个服务器上去，每个服务器具有相同的库与表，只是表中数据集合不同。 水平分库分表能够有效的缓解单机和单库的性能瓶颈和压力，突破IO、连接数、硬件资源等的瓶颈.

如下图，将商城商品表分到两个数据库服务器中

4) 水平分表

将一个张的数据分表不同的表中，但是这些表还在同一个库，解决的单表数据过大的问题，可以加快单表数据查询，新增压力。但是没有解决单库的数据和并发瓶颈。

总结

• 垂直分库: 根据不同业务的数据,分别存放在不同的数据库服务器（实例）中。
• 垂直分表: 将一个表按照字段分成多表，每个表存储其中一部分字段。
• 水平分库: 把一张表的数据按照一定规则,分配到不同的库,每一个库只有这张表的部分数据，这些库可以在一个服务器也可以在多个服务器。
• 水平分表: 把一张表的数据按照一定规则,分配到同一个数据库的多张表中,每个表只有原表的部分数据.

1.2.2 读写分离

主库负责处理事务性的写（增删改）操作，从库负责处理读（查询）操作，能够有效的避免由数据更新导致的行锁，使得整个系统的查询性能得到极大的改善。

但是读写分离也会带来一些问题，参考 [读写分离]()

1.2.3 多数据源整合

Mycat可以整合多数据源

1.3 Mycat与ShardingJDBC的区别

1. mycat是一个中间件的第三方应用，sharding-jdbc是一个jar包
2. 使用mycat时不需要修改代码，而使用sharding-jdbc时会和代码耦合
3. Mycat 是基于 Proxy，它复写了 MySQL 协议，需要独立部署服务，需要运维团队维护，而 Sharding-JDBC 是基于 JDBC 的扩展，是以 jar 包的形式提供轻量级服务的。

• Mycat(proxy中间件层)

• Sharding-jdbc应用层

1.4 Mycat2新特性

新特性总结

• 多语句，指的是可以批量执行建表语句
• 支持blob，blob二进制大对象
• 全局二级索引,用全局二级索引后,能有效减少全表扫描,对于减少连接使用,减少计算节点与存储节点的数据传输有帮助.
• 支持任意跨库跨表join查询
• 支持跨库跨表的关联子查询
• 支持分库同时分表，把分库分表合一，统一规划
• 存储过程： 存储过程支持多结果集返回、支持接收affectRow
• 支持逻辑视图
• 支持批量插入： 支持rewriteInsertBatchedStatementBatch参数（设置为true），用于提高批量插入性能。
• 支持执行计划管理：Mycat2的执行计划管理主要作用是管理执行计划，加快SQL到执行计划的转换。
• 路由注释，Mycat2对于路由注释的支持更加快捷方便，减少繁琐的配置
• 自动hash分片算法： 由1.6版本的手动配置算法，到2.0的自动hash分
• 支持第三方工具
• 单表映射物理表，可以直接将单表映射到物理表，更快速的创建数据库表
• XA事务，首先数据库要支持XA事务
• 支持MySQL8

1.5 Mycat2 核心概念

• 逻辑库
• • 对数据进行分片之后，从原来的与一个库，被切分为了多个分片数据库，所有的分片数据库构成了整个完整的数据库存储。Mycat在操作时，使用逻辑库代表整个完整的数据库集群，方便对于整个集群进行操作。
• 物理库
• • MySQL中真实存在的数据库
• 物理表
• • MySQL中真实存在的表
• 分片键
• • 用于分片的数据库字段，是将数据库进行水平拆分的关键字段
  • 例：将订单表的订单主键设置为分片键，根据订单主键进行取模分片。
• 物理分表
• • 指的是已经进行数据拆分的，在数据库上面的物理表，是分片表的一个分区，多个物理分表中的数据汇总起来就是逻辑表的全部数据。
• 物理分库
• • 一般是指包含多个分表的库，数据切分之后每一个大表被分不到不同的数据库上面，每个表分片所在的数据库就是物理分库。
• 单表
• • 没有分片，没有数据冗余的表
• 全局表
• • 变动不频繁
  • 数据总量变化不大
  • 经常被用来进行关联查询
  • 全局表不分表，在所有的库中都有一份复制，都有全量数据。在每个数据库中都有这样一张或几张全局表。比如说： 地址表 、字典表 这一类都是属于全局表
• ER表
• • Mycat提出了基于E-R关系的数据分片策略，子表的记录与所有关联的父表的记录存放在同一个数据分片上，子表依赖于父表，通过表分组保证 数据的join不会跨库。
• 原型库
• • 原型库是Mycat2后面的数据库，MySQL

1.6 Mycat核心配置

1.6.1 用户配置

1）配置用户相关信息的目录在： mycat/conf/users

2）命名方式：{用户名}.user.json

3）配置内容如下：

{
        "dialect":"mysql",
        "ip":null,
        "password":"123456",
        "transactionType":"xa",
        "username":"root"
}

字段含义
ip:客户端访问ip，建议为空,填写后会对客户端的ip进行限制
username:用户名
password:密码
isolation:设置初始化的事务隔离级别
    READ_UNCOMMITTED :1
    READ_COMMITTED :2
    REPEATED_READ:3,默认
    SERIALIZABLE:4

tractionType:事务类型,可选值, 可以通过语句实现切换
    set transaction policy ='xa'
    set transaction.policy ='proxy'

proxy 表示本地事务,在涉及大于1个数据库的事务, commit阶段失败会导致不一致,但是兼容性最好xa事务,需要确认存储节点集群类型是否支持XA.

1.6.2 数据源配置

配置Mycat连接的数据源信息1）所在目录 mycat/conf/datasources2）命名方式 {数据源名字} . datasource.json3）配置内容如下:

{
        "dbType":"mysql",
        "idleTimeout":60000,
        "initSqls":[],
        "initSqlsGetConnection":true,
        "instanceType":"READ_WRITE",
        "maxCon":1000,
        "maxConnectTimeout":3000,
        "maxRetryCount":5,
        "minCon":1,
        "name":"prototypeDs",
        "password":"123456",
        "type":"JDBC",
        "url":"jdbc:mysql://192.168.58.100:3310/mysql?useUnicode=true&serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=UTF-8",
        "user":"mycat",
        "weight":0
}

字段含义
    dbType:数据库类型，mysql
    name:用户名
    password:密码
    type:数据源类型，默认JDBC
    url:访问数据库地址
    idleTimeout:空闲连接超时时间 
    initSqls:初始化sql
    initSqlsGetConnection:对于jdbc每次获取连接是否都执行initSqls
    nstanceType:配置实例只读还是读写, 可选值:READ_WRITE,READ,WRITE
    weight:负载均衡权重

连接相关配置
    "maxCon": 100,
    "maxConnectTimeout" : 3000,
    "RetryCount" : 5,
    "minCon": 1,

1.6.3 集群配置

1）配置集群信息，所在目录 mycat/conf/clusters

2）命名方式：{集群名字} . cluster.json

3）配置内容如下：

{
        "clusterType":"MASTER_SLAVE",   //主从集群
        "heartbeat":{                      //心跳检查
                "heartbeatTimeout":1000,
                "maxRetry":3,
                "minSwitchTimeInterval":300,
                "slaveThreshold":0
        },
        "masters":[
                "prototypeDs"    //主节点
        ],
        "maxCon":200,
        "name":"prototype",
        "readBalanceType":"BALANCE_ALL",   //负载均衡策略
        "switchType":"SWITCH"     //表示进行主从切换
}

字段含义
clusterType:集群类型,可选值:
    SINGLE_NODE:单一节点
    MASTER_SLAVE:普通主从
    JSTER:garela- cluster/PXC 集群
    MHA: MHA集群
    MGR: MGR集群

readBalanceType:查询负载均衡策略,可选值:
    BALANCE_ALL(默认值),获取集群中所有数据源
    BALANCE_ALL_READ,获取集群中允许读的数据源
    BALANCE_READ_WRITE,获取集群中允许读写的数据源,但允许读的数据源优先
    BALANCE_NONE,获取集群中允许写数据源,即主节点中选择

switchType:切换类型

1.6.4 逻辑库表

1）配置逻辑库表，实现分库分表，所在目录 mycat/conf/schemas2）命名方式 {库名} . schema.json3）配置内容如下：

vim mysql.schema.json

{
    "customTables":{},
    "globalTables":{},       //全局表配置
    "normalProcedures":{},
    "normalTables":{   // MySQL中真实表信息
        "users":{
      //建表语句
            "createTableSQL":"CREATE TABLE user_db.users (\n\tid INT(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,\n\tNAME VARCHAR(20) DEFAULT NULL,\n\tage INT(11) DEFAULT NULL\n)",
            "locality":{
                "schemaName":"user_db",  //物理库
                "tableName":"users",     //物理表
                "targetName":"prototype" //指向集群或者数据源
            }
        }
    },
    "schemaName":"user_db",   
    "shardingTables":{}, //分片表配置
    "views":{}
}

//详细分库分表配置，后面的内容会有讲解

注意：配置的schema的逻辑库逻辑表必须在原型库(prototype)中有对应的物理库物理表,否则不能启动