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MySQL中间件之MyCat

系统运维 mysql中间件之MyCat 一、MyCat基础概念 1、什么是MyCat

一个彻底开源的，面向企业应用开发的大数据库集群
支持事务、ACID、可以替代Mysql的加强版数据库
一个可以视为MYSQL集群的企业级数据库，用来替代昂贵的Oracle集群
一个融合内存缓存技术、NoSQL技术、HDFS大数据的新型SQL Server
结合传统数据库和新型分布式数据仓库的新一代企业级数据库产品
一个新颖的数据库中间件产品
创新互联建站专业为企业提供双河网站建设、双河做网站、双河网站设计、双河网站制作等企业网站建设、网页设计与制作、双河企业网站模板建站服务，10年双河做网站经验，不只是建网站，更提供有价值的思路和整体网络服务。

2、为什么使用MyCat

如今随着互联网的发展，数据的量级也是撑指数的增长，从GB到TB到PB。对数据的各种操作也是愈加的困难，传统的关系性数据库已经无法满足快速查询与插入数据的需求。这个时候NoSQL的出现暂时解决了这一危机。它通过降低数据的安全性，减少对事务的支持，减少对复杂查询的支持，来获取性能上的提升。但是，在有些场合NoSQL一些折衷是无法满足使用场景的（比如有些使用场景是绝对要有事务与安全指标的。这个时候NoSQL肯定是无法满足的）。所以还是需要使用关系性数据库。如何使用关系型数据库解决海量存储的问题呢？此时就需要做数据库集群，为了提高查询性能将一个数据库的数据分散到不同的数据库中存储，为应对此问题就出现了——MyCat

MyCat作用：

能满足数据库数据大量存储；提高了查询性能
读写分离
数据分片垂直拆分（分库）、水平拆分（分表）、垂直+水平拆分（分库分表）
多数据源整合

3、数据库中间件对比

① Cobar（前身为amoaba）属于阿里B2B事业群，始于2008年，在阿里服役3年多，接管3000+个MySQL数据库的schema, 集群日处理在线SQL请求50亿次以上。由于Cobar发起人的离职， Cobar停止维护。
② Mycat是开源社区在阿里cobar基础上进行二次开发，解决了cobar存在的问题，并且加入了许多新的功能在其中。青出于蓝而胜于蓝。
③ OneProxy基于MySQL官方的proxy思想利用c进行开发的， OneProxy是一款商业收费的中间件。舍弃了一些功能，专注在性能和稳定性上。
④ kingshard由小团队用go语言开发，还需要发展，需要不断完善。
⑤ Vitess是Youtube生产在使用，架构很复杂。不支持MySQL原生协议，使用需要大量改造成本。
⑥ Atlas是360团队基于mysql proxy改写，功能还需完善，高并发下不稳定。
⑦ MaxScale是mariadb（MySQL原作者维护的一个版本）研发的中间件
⑧ MySQLRoute是MySQL官方Oracle公司发布的中间件

4、支持的数据库

支持MySQL ORACLE SQLServer等一些主流的数据库

5、核心技术

分库分表：数据库分片指通过某种特定的条件，将我们存放在一个数据库中的数据分散存放在不同的多个数据库（主机）中，这样来达到分散单台设备的负载，根据切片规则，可分为以下两种切片模式，MyCAT通过定义表的分片规则来实现分片，每个表格可以捆绑一个分片规则，每个分片规则指定一个分片字段并绑定一个函数，来实现动态分片算法
1）Schema：逻辑库，与MySQL中的Database（数据库）对应，一个逻辑库中定义了所包括的Table。
2）Table：逻辑表，即物理数据库中存储的某一张表，与传统数据库不同，这里的表格需要声明其所存储的逻辑数据节点DataNode。在此可以指定表的分片规则。
3）DataNode：MyCAT的逻辑数据节点，是存放table的具体物理节点，也称之为分片节点，通过DataSource来关联到后端某个具体数据库上
4）DataSource：定义某个物理库的访问地址，用于捆绑到Datanode上
5）分片规则：前面讲了数据切分，一个大表被分成若干个分片表，就需要一定的规则，这样按照某种业务规则把数据分到某个分片的规则就是分片规则，数据切分选择合适的分片规则非常重要，将极大的避免后续数据处理的难

二、MyCat安装部署环境：

JDK：要求jdk必须是1.7及以上版本
MySQL：推荐mysql是5.5以上版本
MyCat的官方网站：http://www.mycat.org.cn/

主机操作系统 IP地址 mysql01(master01) CentOS 7.3 192.168.1.1 mysql02(slave) CentOS 7.3 192.168.1.8 mycat CentOS 7.3 192.168.1.3

PS：mysql使用现成的主机（搭建了双主+keepalived，主从也可以）。如果没有mysql，看上一个博客部署。

1、下载及安装，使用上面的官网地址下载。

复制链接，wget下载

[root@localhost ~]# wget http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz

将压缩包解压缩。建议将mycat放到/usr/local/mycat目录下。

[root@localhost ~]# tar zxf Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
[root@localhost ~]# cd mycat/

修改配置文件：

server.xml: 定义用户以及系统相关变量，如端口等
schema.xml: 定义逻辑库，表、分片节点等内容
rule.xml: 定义分片规则

[root@mycat mycat]# vim conf/server.xml  
80               //定义连接中间件的用户
81                 123456  //密码
82                 TESTDB      //逻辑库
[root@mycat mycat]# cp conf/schema.xml conf/schema.xml.bak  //备份配置文件
[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml 




             //指明逻辑库，以及节点
        
             //指定后端服务器中的真实库
        
                select user()
                
                
                        
                            //定义读的服务器（从）以及IP地址，用户密码

##这个配置文件已经把不必要配置项以及注释的都删了

重启mycat服务
让mycat拥有mysql命令

[root@mysql02 ~]# scp /usr/local/mysql/bin/mysql 192.168.1.3:/usr/local/sbin/

两台mysql授权，允许mycat远程登陆

mysql> grant all on *.* to root@\'192.168.1.%\' identified by \'123.com\';

MyCat远程登录测试:

[root@mycat mycat]# mysql -uroot -h 192.168.1.1 -P 3306 -p123.com
[root@mycat mycat]# mysql -uroot -h 192.168.1.8 -P 3306 -p123.com

启动mycat服务：

[root@mycat mycat]# ./bin/mycat help
Usage: ./bin/mycat { console | start | stop | restart | status | dump }
[root@mycat mycat]# ./bin/mycat console

使用console启动，会占用一个终端，实时查看日志内容(登录、查询、退出)，使用start启动不会又实时日志，不占用终端

[root@mycat ~]# ss -anplt |grep java

###mycat端口8806

测试，查看数据是否同步：

[root@mycat ~]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066
mysql> show databases;

mysql> use TESTDB
mysql> show tables;

mysql> select * from tab1;

三、MyCat读写分离 Mycat的读写分离是建立在Mysql的主从复制的基础上的

修改配置文件 schema.xml

[root@mycat ~]# cd mycat/
[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml

1、设置balance="1"与writeType="0"

Balance参数设置：
    修改的balance属性，通过此属性配置读写分离的类型负载均衡类型，目前的取值有4 种： 
   balance=0,不开启读写分离机制， 所有读操作都发送到当前可用的 writeHost 上。 
   balance=1，全部的 readHost与 stand by writeHost 参与 select 语句的负载均衡，简单的说，当双主双从模式(M1->S1， M2->S2，并且M1与M2 互为主备)，正常情况下， M2,S1,S2 都参与 select 语句的负载均衡。
   balance=2，所有读操作都随机的在 writeHost、 readhost 上分发。
   balance=3，所有读请求随机的分发到 readhost 执行，writerHost 不负担读压力
WriteType参数设置：
   writeType=“0”, 所有写操作都发送到可用的writeHost上。
   writeType=“1”，所有写操作都随机的发送到readHost。
   writeType=“2”，所有写操作都随机的在writeHost、readhost分上发。

“readHost是从属于writeHost的，即意味着它从那个writeHost获取同步数据，因此，当它所属的writeHost宕机了，则它也不会再参与到读写分离中来，即“不工作了”，这是因为此时，它的数据已经“不可靠”了。基于这个考虑，目前mycat 1.3和1.4版本中，若想支持MySQL一主一从的标准配置，并且在主节点宕机的情况下，从节点还能读取数据，则需要在Mycat里配置为两个writeHost并设置banlance=1。”

2、设置switchType="2" 与slaveThreshold="100"

switchType 目前有三种选择：
   -1：表示不自动切换
   1 ：默认值，自动切换
   2 ：基于MySQL主从同步的状态决定是否切换

“Mycat心跳检查语句配置为 show slave status ，dataHost 上定义两个新属性： switchType="2" 与slaveThreshold="100"，此时意味着开启MySQL主从复制状态绑定的读写分离与切换机制。Mycat心跳机制通过检测 show slave status 中的 "Seconds_Behind_Master", "Slave_IO_Running", "Slave_SQL_Running" 三个字段来
确定当前主从同步的状态以及Seconds_Behind_Master主从复制时延。

3、修改配置文件，启动程序

[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml

①控制台启动：mycat/bin 目录下执行 ./mycat console
②后台启动：mycat/bin 目录下./mycat start
为了能第一时间看到启动日志，方便定位问题，选择①控制台启动。

[root@mycat mycat]# ./bin/mycat console

登录后台管理窗口此登录方式用于管理维护 Mycat

[root@mycat ~]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066

4、验证读写分离 my.cnf binlog_format=STATEMENT （1）在写主机插入数据：

[root@mysql02 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> use test1;
mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
+------+
3 rows in set (0.01 sec)

mysql> insert into tab1 values(4);
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
+------+
4 rows in set (0.00 sec)

主从主机数据不一致了

[root@mysql01 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> use test1
mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
+------+
3 rows in set (0.00 sec)

（2）在Mycat里查询：

mysql> use TESTDB
mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
|    4 |
+------+
4 rows in set (0.00 sec)

四、垂直拆分--分库

一个数据库由很多表的构成，每个表对应着不同的业务，垂直切分是指按照业务将表进行分类，分布到不同的数据库上面，这样也就将数据或者说压力分担到不同的库
如何划分表分库的原则：有紧密关联关系的表应该在一个库里，相互没有关联关系的表可以分到不同的库里。

这个案例中需要一台新的mysql来进行分库操作。

主机操作系统 IP地址 mysql01(master01) CentOS 7.3 192.168.1.1 mysql02(slave) CentOS 7.3 192.168.1.8 mycat CentOS 7.3 192.168.1.3 mysql03(master02) CentOS 7.3 192.168.1.9

先将上一个案例插入的数据删除

[root@mysql02 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> delete from tab1 where id=4;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
+------+
3 rows in set (0.00 sec)

[root@mycat ~]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066
mysql> use TESTDB

mysql> select * from tab1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
+------+
3 rows in set (0.00 sec)

如下四个表：
客户表分在一个数据库，另外三张都需要关联查询，分在另外一个数据库。

#客户表 rows:20万
CREATE TABLE customer(
id INT AUTO_INCREMENT,
NAME VARCHAR(200),
PRIMARY KEY(id)
);
#订单表 rows:600万
CREATE TABLE orders(
id INT AUTO_INCREMENT,
order_type INT,
customer_id INT,
amount DECIMAL(10,2),
PRIMARY KEY(id)
);
#订单详细表 rows:600万
CREATE TABLE orders_detail(
id INT AUTO_INCREMENT,
detail VARCHAR(2000),
order_id INT,
PRIMARY KEY(id)
);
#订单状态字典表 rows:20
CREATE TABLE dict_order_type(
id INT AUTO_INCREMENT,
order_type VARCHAR(200),
PRIMARY KEY(id)
);

实现分库： 1、修改 schema 配置文件

[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml





        
                 
         
        
        
        
                select user()
                
                        
                
         
        
                select user()

授权MyCat远程登陆mysql03

[root@mysql03 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> grant all on *.* to root@\'192.168.1.%\' identified by \'123.com\';

因为在配置文件中逻辑库所对应的真实库mysql03中并没有，需要在mysql03中创建

mysql> create database test1;

2、重启mycat，访问MyCat，创建表

[root@mycat mycat]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066

mysql> use TESTDB
mysql> CREATE TABLE customer(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> NAME VARCHAR(200),
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> CREATE TABLE orders(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> order_type INT,
    -> customer_id INT,
    -> amount DECIMAL(10,2),
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> CREATE TABLE orders_detail(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> detail VARCHAR(2000),
    -> order_id INT,
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> CREATE TABLE dict_order_type(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> order_type VARCHAR(200),
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> show tables;
+-----------------     +
| Tables_in_test1 |
+-----------------     +
| customer           |
| dict_order_type |
| orders               |
| orders_detail    |
| tab1                  |
+-----------------    +
5 rows in set (0.05 sec)

使用mysql01查看表：

mysql> show tables;
+-----------------    +
| Tables_in_test1 |
+-----------------    +
| dict_order_type |
| orders               |
| orders_detail    |
| tab1                  |
+-----------------    +
4 rows in set (0.00 sec)

使用mysql03查看表：

mysql> use test1;
mysql> show tables;
+-----------------     +
| Tables_in_test1 |
+-----------------     +
| customer           |
+-----------------     +
1 row in set (0.00 sec)

查看结构

mysql> desc customer;
+-------+--------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type         | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+--------------+------+-----+---------+----------------+
| id          | int(11)           | NO    | PRI | NULL    | auto_increment |
| NAME  | varchar(200) | YES  |     | NULL       |                |
+-------+--------------+------+-----+---------+----------------+
2 rows in set (0.00 sec)

五、水平拆分--分表

相对于垂直拆分，水平拆分不是将表做分类，而是按照某个字段的某种规则来分散到多个库之中，每个表中包含一部分数据。简单来说，我们可以将数据的水平切分理解为是按照数据行的切分，就是将表中的某些行切分到一个数据库，而另外的某些行又切分到其他的数据库中。
实现分表选择要拆分的表 MySQL 单表存储数据条数是有瓶颈的，单表达到 1000 万条数据就达到了瓶颈，会影响查询效率，需要进行水平拆分（分表）进行优化。例如：上一案例的 orders、orders_detail 都已经达到600 万行数据，需要进行分表优化。分表字段以 orders 表为例，可以根据不同自字段进行分表

编号分表字段效果 1 id（主键、或创建时间）查询订单注重时效，历史订单被查询的次数少，如此分片会造成一个节点访问多，一个访问少，不平均。 2 customer_id（客户ID）根据客户 id 去分，两个节点访问平均，一个客户的所有订单都在同一个节点 1、修改配置文件 schema.xml

[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml




        
                 
                
                
                        
         
        
        
        
                select user()
                
                        
                
         
        
                select user()

2、修改配置文件rule.xml

[root@mycat mycat]# vim conf/rule.xml

#在 rule 配置文件里新增分片规则 mod_rule，并指定规则适用字段为 customer_id，
#还有选择分片算法 mod-long（对字段求模运算）， customer_id 对两个节点求模，根据结果分片

38         
 39                 
 40                         customer_id
 41                         mod-long
 42                 
 43         
 ……
 105         
 106                 
 107                 2
#配置算法 mod-long 参数 count 为 2，两个节点
 108

3、因为在dn2(mysql03:192.168.1.9)上并没有orders表，在数据节点dn2上创建orders表，并重启mycat服务

[root@mysql03 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> use test1;
mysql> CREATE TABLE orders(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> order_type INT,
    -> customer_id INT,
    -> amount DECIMAL(10,2),
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

4、在MyCat中向orders表插入数据，insert字段不能省略

[root@mycat mycat]# mysql -umycat -p123456 -P8066 -h292.168.1.3
mysql> use TESTDB

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES (1,101,100,100100);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES(2,101,100,100300);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES(3,101,101,120000);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES(4,101,101,103000);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES(5,102,101,100400);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO orders(id,order_type,customer_id,amount) VALUES(6,102,100,100020);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

#在mycat、dn1、dn2中查看orders表数据，分表成功

dn1(mysql01:192.168.1.1):

[root@mysql01 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> use test1;
mysql> select * from orders;
+----+------------+-------------+-----------+
| id | order_type | customer_id | amount    |
+----+------------+-------------+-----------+
|  2 |        101 |         100 | 100300.00 |
|  4 |        101 |         101 | 103000.00 |
|  6 |        102 |         100 | 100020.00 |
+----+------------+-------------+-----------+
3 rows in set (0.00 sec)

dn2(mysql03:192.168.1.9):

[root@mysql03 ~]# mysql -uroot -p123.com
mysql> use test1;

mysql> select * from orders;
+----+------------+-------------+-----------+
| id | order_type | customer_id | amount    |
+----+------------+-------------+-----------+
|  1 |        101 |         100 | 100100.00 |
|  3 |        101 |         101 | 120000.00 |
|  5 |        102 |         101 | 100400.00 |
+----+------------+-------------+-----------+
3 rows in set (0.00 sec)

在dn2(mysql03:192.168.1.9) 创建 orders_detail 表

mysql> CREATE TABLE orders_detail(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> detail VARCHAR(2000),
    -> order_id INT,
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

重启 Mycat 访问 Mycat 向 orders_detail 表插入数据

[root@mycat mycat]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066
mysql> use TESTDB
mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (1,\'detail\',1);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (2,\'detail\',2);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (3,\'detail\',3);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (4,\'detail\',4);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (5,\'detail\',5);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into orders_detail(id,detail,order_id) values (6,\'detail\',6);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select o.*,od.detail from orders as o inner join orders_detail as od on o.id=od.order_id;
+----+------------+-------------+-----------+--------+
| id | order_type | customer_id | amount    | detail |
+----+------------+-------------+-----------+--------+
|  1 |        101 |         100 | 100100.00 | detail |
|  3 |        101 |         101 | 120000.00 | detail |
|  5 |        102 |         101 | 100400.00 | detail |
|  2 |        101 |         100 | 100300.00 | detail |
|  4 |        101 |         101 | 103000.00 | detail |
|  6 |        102 |         100 | 100020.00 | detail |
+----+------------+-------------+-----------+--------+
6 rows in set (0.03 sec)

使用dn1、dn2查看：

mysql> select * from orders_detail;

mysql> select * from orders_detail;

六、全局表

在分片的情况下，当业务表因为规模而进行分片以后，业务表与这些附属的字典表之间的关联，就成了比较棘手的问题，考虑到字典表具有以下几个特性：

变动不频繁 
数据量总体变化不大 
数据规模不大，很少有超过数十万条记录

鉴于此， Mycat 定义了一种特殊的表，称之为“全局表”，全局表具有以下特性：

全局表的插入、更新操作会实时在所有节点上执行，保持各个分片的数据一致性
全局表的查询操作，只从一个节点获取 
全局表可以跟任何一个表进行 JOIN 操作 将字典表或者符合字典表特性的一些表定义为全局表，则从另外一个方面，很好的解决了数据 JOIN 的难题。

通过全局表+基于 E-R 关系的分片策略， Mycat 可以满足 80%以上的企业应用开发

[root@mycat mycat]# vim conf/schema.xml

在dn2(mysql03:192.168.1.9)创建dict_order_type表

mysql> CREATE TABLE dict_order_type(
    -> id INT AUTO_INCREMENT,
    -> order_type VARCHAR(200),
    -> PRIMARY KEY(id)
    -> );
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

重启MyCat，访问MyCat向dict_order_type表插入数据

[root@mycat mycat]# mysql -umycat -p123456 -h 192.168.1.3 -P8066
mysql> use TESTDB

mysql>  insert into dict_order_type (id,order_type) values (101,\'type1\');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql>  insert into dict_order_type (id,order_type) values (102,\'type2\');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select * from dict_order_type;
+-----+------------+
| id  | order_type |
+-----+------------+
| 101 | type1      |
| 102 | type2      |
+-----+------------+
2 rows in set (0.03 sec)

常用分片规则

取模：此规则为对分片字段求摸运算。也是水平分表最常用规则。 5.1 配置分表中， orders 表采用了此规则。
分片枚举：通过在配置文件中配置可能的枚举 id，自己配置分片，本规则适用于特定的场景，比如有些业务需要按照省份或区县来做保存，而全国省份区县固定的，这类业务使用本条规则。

网页题目：MySQL中间件之MyCat
文章网址：http://scgulin.cn/article/cphhoj.html

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