• 使用开源的Mycat分布式数据库系统解决数据库的负载均衡问题
  • 老刀 发表于 2017/2/21 11:22:00 | 分类标签: Mycat 分布式 负载均衡
  • 传统关系型数据库的分布式开发通常需要自己做,不仅耗时耗力而且效果不是很理想,当想快速搭建时,最初想到的是看有没有第三方,网上牛人还是很多的,做得比较好的其中之一Mycat,它是开源的分布式数据库系统,解决数据库的负载均衡,主备复制,读写分离,简单来说就是你只管直接与mycat通讯,至于分离什么的交给它里面自己做,其它啥都不用操心。

    至于什么是MyCat有什么优势,可以看看官网介绍  Mycat 数据库分库分表中间件 。
    上图是MyCat架构图。

    MyCat可以与HAProxy使用实现高可用数据库集群,更深入的内容自己去查,本章只详讲从0开始使用MyCat 基础篇,至少能先跑起来。

    一、下载

    本次运行环境为windows,Linux下更好吧,然后数据库用mysql,需要java环境,下载jdk8

    jdk安装配置
    1. 首先去oracle官网下载并安装jdk8,添加环境变量,JAVA_HOME设置为D:\Java\jdk1.8
     2. CLASSPATH设置为.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar
     3. path系统变量追加%JAVA_HOME%\bin;

    安装Mysql,需要注意的是数据库,表,字段的编码都采用utf8吧,否则插入的中文显示为乱码,具体解决方法网上查一查,去试一试。

    下载MyCat,http://dl.mycat.io/   选择最新的版本下载。(下图可以看到还有其它前面需要的资源都可以从这里下载)
    二、配置

       下载解压后就要先配置MyCat了,(这里不是exe文件,没有安装,配置好后直接运行startup_nowrap.bat)

       打开mycat\conf里面的startup_nowrap.bat 为了降低资源占用,mycat的jvm设置在startup_nowrap.bat 可以清楚看到如下配置: 
    “%JAVA_CMD%” -server -Xms1G -Xmx2G -XX:MaxPermSize=64M -XX:+AggressiveOpts -XX:MaxDirectMemorySize=1G -DMYCAT_HOME=%MYCAT_HOME% -cp “..\conf;..\lib*” io.mycat.MycatStartup 
    这里将-Xms1G改成-Xms512M,-Xmx2G改成-Xmx1024M,保存后重新启动即可。

       添加Windows环境变量,MYCAT_HOME设置为安装目录D:\MycatServer1.5 

       修改wrapper.conf文件里的改成wrapper.java.command=D:\jdk1.8\bin\java.exe

    三、连接MySQL

       Mycat绑定MySQL 启动的配置

      conf 配置文件存放配置文件:

     --server.xml:是Mycat服务器参数调整和用户授权的配置文件。
    
      --schema.xml:是逻辑库定义和表以及分片定义的配置文件。
    
      --rule.xml:  是分片规则的配置文件,分片规则的具体一些参数信息单独存放为文件,也在这个目录下,配置文件修改需要重启MyCAT。
    
      --log4j.xml: 日志存放在logs/log中,每天一个文件,日志的配置是在conf/log4j.xml中,根据自己的需要可以调整输出级别为debug                           debug级别下,会输出更多的信息,方便排查问题。
    
      --autopartition-long.txt,partition-hash-int.txt,sequence_conf.properties, sequence_db_conf.properties 分片相关的id分片规则配置文件
    
      --lib     MyCAT自身的jar包或依赖的jar包的存放目录。
    
      --logs        MyCAT日志的存放目录。日志存放在logs/log中,每天一个文件
    具体什么意思后面慢慢看。
      先解决主配置,server.xml配置文件配置访问用户及权限, 修改高亮处信息,其中mycat、user为访问mycat的用户,TESTDB为mycat虚拟的数据库,供上层应用访问。

    问。

    <user name="mycat">
            <property name="password">123456</property>
            <property name="schemas">TESTDB</property>
            <!-- 表级 DML 权限设置 -->
            <!--         
            <privileges check="false">
                <schema name="TESTDB" dml="0110" >
                    <table name="tb01" dml="0000"></table>
                    <table name="tb02" dml="1111"></table>
                </schema>
            </privileges>        
             -->
        </user>
        <user name="user">
            <property name="password">123456</property>
            <property name="schemas">TESTDB</property>
            <property name="readOnly">true</property>
        </user>
       mycat的数据库配置是在schema.xml中配置,这部分不太好理解,精简了一下,主要分schema、dataNode、dataHost三个主要配置。

      <scheme>节点定义了mycat的虚拟数据库为TESTDB,下面借用区友的说明:
    <?xml version="1.0"?>
    <!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
    <mycat:schema xmlns:mycat="http://org.opencloudb/" >
    <!--在这一行参数里面,schema name定义了可以在MyCAT前端显示的逻辑数据库的名字,checkSQLschema这个参数为False的时候,表明MyCAT会自动忽略掉表名前的数据库名,比如说mydatabase1.test1,会被当做test1;sqlMaxLimit指定了SQL语句返回的行数限制-->
        <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">
            <!-- 主键范围规则 -->
            <!-- 这一行代表在MyCAT前端会显示哪些表名,类似几行都代表一样的意思,这里强调的是表,而MyCAT并不会在配置文件里面定义表结构,如果在前端使用show create table ,MyCAT会显示正常的表结构信息,观察Debug日志,可以看到,MyCAT把命令分发给了dn1代表的数据库,然后把dn1的查询结果返回给了前端 可以判断,类似的数据库级别的一些查询指令,有可能是单独分发给某个节点,然后再把某个节点的信息返回给前端。
            dataNode的意义很简单,这个逻辑表的数据存储在后端的哪几个数据库里面rule代表的是这个逻辑表students的具体切分策略,目前MyCAT只支持按照某一个特殊列,遵循一些特殊的规则来切分,如取模,枚举等,具体的留给之后细说                  
                --> 
            <table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
            <table name="company" primaryKey="ID" dataNode="dn3,dn2,dn1" rule="mod-long"/>
            <table name="goods" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2" />
            <!--求模分片随机规则 -->
            <table name="hotnews" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2,dn3"
                rule="mod-long" />
            <table name="employee" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
                rule="sharding-by-intfile" />
            <table name="customer" primaryKey="ID" dataNode="dn1,dn2"
                rule="sharding-by-intfile">
                 <!-- 
                    childtable我在测试中并没有实际用起来不过在MyCAT的设计文档里面有提到,childtable是一种依赖于父表的结构,
                    这意味着,childtable的joinkey会按照父表的parentKey的策略一起切分,当父表与子表进行连接,
                    且连接条件是childtable.joinKey=parenttable.parentKey时,不会进行跨库的连接.
                    --> 
                <childTable name="orders" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
                    parentKey="id">
                    <childTable name="order_items" joinKey="order_id"
                        parentKey="id" />
                </childTable>
                <childTable name="customer_addr" primaryKey="ID" joinKey="customer_id"
                    parentKey="id" />
            </table>
    
            <!-- 全局表是自动克隆到所有定义的数据节点,这样可以与拆分节点的任何表连接查询,是在同一个数据节点-->
            <table name="news_table" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3" />
        </schema>
    
        <dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="TESTDB1" />
        <dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="TESTDB2" />
        <dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="TESTDB3" />
    
        <!--
              dataHost配置的是实际的后端数据库集群,大部分参数简单易懂,这里就不一个个介绍了,只介绍比较重要的两个参数,writeType和balance.
             --> 
            <!-- writeType和balance是用来控制后端集群的读写分离的关键参数,这里我用了双主双从的集群配置
                这里的测试过程比较麻烦,所以直接贴结论:
               1.balance=0时,读操作都在localhost上(localhost失败时,后端直接失败)
               2.balance=1时,读操作会随机分散在localhost1和两个readhost上面(localhost失败时,写操作会在localhost1,如果localhost1再失败,则无法进行写操作)
               3.balance=2时,写操作会在localhost上,读操作会随机分散在localhost1,localhost1和两个readhost上面(同上)
               4.writeType=0时,写操作会在localhost上,如果localhost失败,会自动切换到localhost1,localhost恢复以后并不会切换回localhost进行写操作
               5.writeType=1时,写操作会随机分布在localhost和localhost1上,单点失败并不会影响集群的写操作,但是后端的从库会无法从挂掉的主库获取更新,会在读数据的时候出现数据不一致
               举例:localhost失败了,写操作会在localhost1上面进行,localhost1的主从正常运行,但是localhost的从库无法从localhost获取更新,localhost的从库于其他库出现数据不一致
             --> 
        <dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
            writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
            <heartbeat>select user()</heartbeat>
            <!-- can have multi write hosts -->
            <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root"
                password="123456">
                <!-- can have multi read hosts -->
                <!--<readHost host="hostS2" url="192.168.1.200:3306" user="root" password="xxx" />-->
            </writeHost>
        </dataHost>
    
    </mycat:schema>

      以上配置注意高亮部分,配置的是每个dn对应哪个实体服务器里面哪个实体库(此处只有本机,所以都绑定到本机localhost,再添加3个不同的数据库TESTDB1\TESTDB2\TESTDB3,手动都添加要测试的表,若有多余的服务器可以将ip替换掉测试),详细的内容参考文中的注释。

      经过实验 goods表:在mycat的TESTDB的虚拟表goods中添加一行记录会在 TESTDB1和TESTDB2中的表goods同步添加一行记录。

      hotnews表:在mycat的TESTDB的虚拟表hotnews中添加的一行记录会随机插入 TESTDB1、TESTDB2、TESTDB3的其中一个库中的hotnews表。

      其它表的测试你们自己试试。

      这就是分片,靠的是分片规则,下面就来看rule。

      (每个数据库中相同的表要手工提前生成表结构,否则会提示找不到此表,操作mycat时它并不能自动同步实体数据库生成,可能有方法,现在还没深入了解)

    rule.xml配置文件,可以先不管。
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!-- - - Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
        - you may not use this file except in compliance with the License. - You 
        may obtain a copy of the License at - - http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
        - - Unless required by applicable law or agreed to in writing, software - 
        distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, - WITHOUT 
        WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. - See the 
        License for the specific language governing permissions and - limitations 
        under the License. -->
    <!DOCTYPE mycat:rule SYSTEM "rule.dtd">
    <mycat:rule xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
        <tableRule name="rule1">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>func1</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
    
        <tableRule name="rule2">
            <rule>
                <columns>user_id</columns>
                <algorithm>func1</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
    
        <tableRule name="sharding-by-intfile">
            <rule>
                <columns>sharding_id</columns>
                <algorithm>hash-int</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        <tableRule name="auto-sharding-long">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>rang-long</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        <tableRule name="mod-long">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>mod-long</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        <tableRule name="sharding-by-murmur">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>murmur</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        <tableRule name="sharding-by-month">
            <rule>
                <columns>create_date</columns>
                <algorithm>partbymonth</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        <tableRule name="latest-month-calldate">
            <rule>
                <columns>calldate</columns>
                <algorithm>latestMonth</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
    
        <tableRule name="auto-sharding-rang-mod">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>rang-mod</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
    
        <tableRule name="jch">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>jump-consistent-hash</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
    
        <function name="murmur"
            class="org.opencloudb.route.function.PartitionByMurmurHash">
            <property name="seed">0</property><!-- 默认是0 -->
            <property name="count">2</property><!-- 要分片的数据库节点数量,必须指定,否则没法分片 -->
            <property name="virtualBucketTimes">160</property><!-- 一个实际的数据库节点被映射为这么多虚拟节点,默认是160倍,也就是虚拟节点数是物理节点数的160倍 -->
            <!-- <property name="weightMapFile">weightMapFile</property> 节点的权重,没有指定权重的节点默认是1。以properties文件的格式填写,以从0开始到count-1的整数值也就是节点索引为key,以节点权重值为值。所有权重值必须是正整数,否则以1代替 -->
            <!-- <property name="bucketMapPath">/etc/mycat/bucketMapPath</property> 
                用于测试时观察各物理节点与虚拟节点的分布情况,如果指定了这个属性,会把虚拟节点的murmur hash值与物理节点的映射按行输出到这个文件,没有默认值,如果不指定,就不会输出任何东西 -->
        </function>
        <function name="hash-int"
            class="org.opencloudb.route.function.PartitionByFileMap">
            <property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property>
        </function>
        <function name="rang-long"
            class="org.opencloudb.route.function.AutoPartitionByLong">
            <property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>
        </function>
        <function name="mod-long" class="org.opencloudb.route.function.PartitionByMod">
            <!-- how many data nodes -->
            <property name="count">3</property>
        </function>
    
        <function name="func1" class="org.opencloudb.route.function.PartitionByLong">
            <property name="partitionCount">8</property>
            <property name="partitionLength">128</property>
        </function>
        <function name="latestMonth"
            class="org.opencloudb.route.function.LatestMonthPartion">
            <property name="splitOneDay">24</property>
        </function>
        <function name="partbymonth"
            class="org.opencloudb.route.function.PartitionByMonth">
            <property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
            <property name="sBeginDate">2015-01-01</property>
        </function>
    
        <function name="rang-mod" class="org.opencloudb.route.function.PartitionByRangeMod">
                <property name="mapFile">partition-range-mod.txt</property>
        </function>
    
        <function name="jump-consistent-hash" class="org.opencloudb.route.function.PartitionByJumpConsistentHash">
            <property name="totalBuckets">3</property>
        </function>
    </mycat:rule>

    四、运行

      用管理员权限运行startup_nowrap.bat启动MyCat。

       若出现上面的问题,检查java的环境是否正确和mycat的环境配置。

    启动成功后会出现:

      #如果启动失败,请修改D:\mycat\bin\startup_nowrap.bat文件中的以下参数。默认占用内存为2G
    D:\dev-bin\mycat\bin>"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.7.0_13/bin/java" -server -Xms512m -Xmx512m -XX:MaxPermSize=64M -XX:+AggressiveOpts -XX:MaxDirectMemorySize=768m -DMYCAT_HOME=D:\
    p "..\conf;..\lib\*" io.mycat.MycatStartup

      然后dos中会不停的出现心跳检测,有错误信息可去mycat\logs中查看日志。

       注意:如日志中出现192.168.xxx not connected 等信息,请允许对应的mysql远程访问,且先提前独自检查mysql都能正确访问。

      使用navicat连接mycat,操作方式和连接物理mysql库一致,用户mycat,密码123456,端口8066
      连接成功后,将看到TESTDB数据库和hotnews等数据表
       在hotnews表中添加一些数据,保存
       执行select * from hotnews 查看操作,然后去TESTDB1、TESTDB2、TESTDB3中查询hotnews表
      MyCat中TESTDB是中间件逻辑数据库,MySQL中的testdb、testdb2、testdb3是真实的数据库。

      在mycat中添加数据时若提示testdb2.hotnews不存在,则要手动在testdb2中添加相同表结构。

      添加完后,可以看到hotnews记录在三个testdb、testdb2、testdb3中是均衡随机插入的。

      而goods在testdb、testdb2中是一样的。

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