分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在进行分库分表设计时，确认好了数据节点数量和分片策略以后，接下来要做的就是管理大量的分片表。实际实施过程中可能存在上百个分片数据库实例，每个实例中都可能有成千上万个分片表，如果仅依靠人力来完成这些任务显然是不现实的。所以，想要快速且自动化管理这些分片表，使用工具是十分必要滴。

前言

ShardingSphere框架成员中的Shardingsphere-jdbc和Shardingsphere-proxy都提供了自动化管理分片表的功能auto-tables，可以统一维护大量的分片表，避免了手动编写脚本和维护分片表的繁琐工作，极大程度减少分库分表的开发和维护成本，提升效率和可靠性。

分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？,wpf

这里咱们先使用Shardingsphere-jdbc来实际操作一下，Shardingsphere-proxy方式后续会有单独的文章详细讲解，就不在这里展开了。

准备工作

假设我们要对t_order表进行分库分表，首先我们要做的就是确定好分片方案，这里使用两个数据库实例db0、db1，每个实例中t_order表分成1000张分片表t_order_1 ~ t_order_1000，order_id字段作为分片键，分片算法使用取模算法order_id % n，分布式主键生成策略采用snowflake。

t_order逻辑表的表结构如下：

CREATE TABLE `t_order` (
 `order_id` BIGINT ( 20 ) NOT NULL COMMENT "订单表分布式主健ID",
 `order_number` VARCHAR ( 255 ) NOT NULL COMMENT "订单号",
 `customer_id` BIGINT ( 20 ) NOT NULL COMMENT "用户ID",
 `order_date` date NOT NULL COMMENT "下单时间",
 `total_amount` DECIMAL ( 10, 2 ) NOT NULL COMMENT "订单金额",
    PRIMARY KEY ( `order_id` ) USING BTREE 
);

有了这些基础信息，可以先来进行t_order表的分片配置了，不考虑其他因素，这里先Run起来！

分片规则配置

设定好分片规则，接着编写逻辑表t_order的分片规则的配置，我分别使用yml配置和Java编码两种方式做了实现。要注意的是两种方式不要并存，不然启动会报错。

yml配置方式

使用yml配置相对简单易用比较直观，适合对分库分表要求不太复杂的场景，完整配置如下：

spring:
  shardingsphere:
    datasource:
      # 数据源名称，多数据源以逗号分隔 ,放在第一个的数据源为未配置分片规则表的默认数据源
      names: db0 , db1
      # 名称与上边 names 保持一致
      db0:
      ....

      db1:
      ....
    # 具体规则配置
    rules:
      sharding:
        # 分片算法定义
        sharding-algorithms:
          # 自定义分片算法名称
          t_order_database_algorithms:
            # 分片算法类型
            type: INLINE
            # 自定义参数
            props:
              algorithm-expression: db$->{order_id % 2}
          t_order_table_algorithms:
            type: INLINE
            props:
              algorithm-expression: t_order_$->{order_id % 1000}
          t_order_mod:
            type: MOD
            props:
              # 指定分片数量
              sharding-count: 1000
        # 分布式序列算法配置
        key-generators:
          t_order_snowflake:
            type: SNOWFLAKE
            # 分布式序列算法属性配置
            props:
              worker-id: 1
        tables:
          # 逻辑表名称
          t_order:
            # 数据节点：数据库.分片表
            actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_$->{1..1000}
            # 分库策略
            database-strategy:
              standard:
                # 分片列名称
                sharding-column: order_id
                # 分片算法名称
                sharding-algorithm-name: t_order_database_algorithms
            # 分表策略
            table-strategy:
              standard:
                # 分片列名称
                sharding-column: order_id
                # 分片算法名称
                sharding-algorithm-name: t_order_table_algorithms
            # 主键生成策略
            keyGenerateStrategy:
              column: order_id
              keyGeneratorName: t_order_snowflake
    # 属性配置
    props:
      # 展示修改以后的sql语句
      sql-show: true

Java编码方式

使用Java编码方式更加灵活和可扩展，可以根据业务定制分片规则，适合对分库分表有特殊需求或需要动态调整的场景。

/**
 * 公众号：程序员小富
 */
@Configuration
public class ShardingConfiguration {

    /**
     * 配置分片数据源
     * 公众号：程序员小富
     */
    @Bean
    public DataSource getShardingDataSource() throws SQLException {
        Map<String, DataSource> dataSourceMap = new HashMap<>();
        dataSourceMap.put("db0", dataSource0());
        dataSourceMap.put("db1", dataSource1());

        // 分片rules规则配置
        ShardingRuleConfiguration shardingRuleConfig = new ShardingRuleConfiguration();

        // 分片算法
        shardingRuleConfig.setShardingAlgorithms(getShardingAlgorithms());
        // 配置 t_order 表分片规则
        ShardingTableRuleConfiguration orderTableRuleConfig = new ShardingTableRuleConfiguration("t_order", "db${0..1}.t_order_${1..1000}");
        orderTableRuleConfig.setTableShardingStrategy(new StandardShardingStrategyConfiguration("order_id", "t_order_table_algorithms"));
        orderTableRuleConfig.setDatabaseShardingStrategy(new StandardShardingStrategyConfiguration("order_id", "t_order_database_algorithms"));
        shardingRuleConfig.getTables().add(orderTableRuleConfig);

        // 是否在控制台输出解析改造后真实执行的 SQL
        Properties properties = new Properties();
        properties.setProperty("sql-show", "true");

        // 创建 ShardingSphere 数据源
        return ShardingSphereDataSourceFactory.createDataSource(dataSourceMap, Collections.singleton(shardingRuleConfig), properties);
    }

    /**
     * 配置数据源1
     * 公众号：程序员小富
     */
    public DataSource dataSource0() {
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        dataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db0?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&allowPublicKeyRetrieval=true");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("123456");
        return dataSource;
    }

    /**
     * 配置数据源2
     * 公众号：程序员小富
     */
    public DataSource dataSource1() {
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        dataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/db1?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai&allowPublicKeyRetrieval=true");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("123456");
        return dataSource;
    }

    /**
     * 配置分片算法
     * 公众号：程序员小富
     */
    private Map<String, AlgorithmConfiguration> getShardingAlgorithms() {
        Map<String, AlgorithmConfiguration> shardingAlgorithms = new LinkedHashMap<>();

        // 自定义分库算法
        Properties databaseAlgorithms = new Properties();
        databaseAlgorithms.setProperty("algorithm-expression", "db$->{order_id % 2}");
        shardingAlgorithms.put("t_order_database_algorithms", new AlgorithmConfiguration("INLINE", databaseAlgorithms));

        // 自定义分表算法
        Properties tableAlgorithms = new Properties();
        tableAlgorithms.setProperty("algorithm-expression", "db$->{order_id % 1000}");
        shardingAlgorithms.put("t_order_table_algorithms", new AlgorithmConfiguration("INLINE", tableAlgorithms));

        return shardingAlgorithms;
    }
}

上面我们在应用中编写好了分片规则，现在就差在数据库实例中创建分片表了，手动创建和管理1000张分片表确实是一个又脏又累的活，反正我是不会干的！

管理分片表

其实，ShardingSphere内已经为我们提供了管理分片表的能力。

当一张逻辑表t_order被配置了分片规则，那么接下来对逻辑表的各种DDL操作（例如创建表、修改表结构等），命令和数据会根据分片规则，执行和存储到每个分片数据库和分片库中的相应分片表中，以此保持整个分片环境的一致性。

不过，使用Shardingsphere-jdbc管理分片表的过程中，是需要我们手动编写对逻辑表的DDL操作的代码。我们来跑几个单元测试用例来观察实际的执行效果，直接使用jdbcTemplate执行创建逻辑表t_order的SQL。

/**
 * @author 公众号：程序员小富
 * 自动创建分片表
 * @date 2023/12/31 17:25
 */
@SpringBootTest
class AutoCreateTablesTests {
    @Resource
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    /**
     * 执行创建逻辑表的SQL，会根据AutoTables的配置自动在对应的数据源内创建分片表
     * @author 公众号：程序员小富
     */
    @Test
    public void autoCreateOrderTableTest() {

        jdbcTemplate.execute("CREATE TABLE `t_order` (\n" +
                "  `order_id` bigint(20) NOT NULL,\n" +
                "  `order_number` varchar(255) NOT NULL,\n" +
                "  `customer_id` bigint(20) NOT NULL,\n" +
                "  `order_date` date NOT NULL,\n" +
                "  `total_amount` decimal(10,2) NOT NULL,\n" +
                "  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE\n" +
                ");");
    }
}

根据之前配置的分片规则，将会在两个数据库实例 db0 和 db1 中，分别生成1000张命名为t_order_1到t_order_1000的分片表，看到两个数据库均成功创建了1000张分片表。

分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？,wpf

在次执行更新t_order表SQL，将字段order_number长度从 varchar(255)扩展到 varchar(500)，执行SQL看下效果。

/**
 * @author 公众号：程序员小富
 * 自动创建分片表
 * @date 2023/12/31 17:25
 */
@SpringBootTest
class AutoCreateTablesTests {
    @Resource
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    
    @Test
    public void autoModifyOrderTableTest() {

        jdbcTemplate.execute("ALTER TABLE t_order MODIFY COLUMN order_number varchar(500);");
    }
}

通过查看两个分片库，我们成功地将所有分片表的order_number字段长度更改为了varchar(500)，在控制台日志中，可以看到它是通过在每个分片库内依次执行了1000次命令实现的。

分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？,wpf

Shardingsphere-jdbc实现分库分表时，可以采用这种默认的方式来管理分片表。但要注意的是，由于涉及到不同的数据库实例，如果不使用第三方的分布式事务管理工具（例如Seata等），执行过程是无法保证事务一致性的。

自定义管理分片表

上边为逻辑表配置分片规则，应用程序内执行对逻辑表的DDL操作，就可以很轻松的管理分片表。

自定义

不过，默认的分片管理还是有局限性的，我们在设计分片规则时往往会根据不同的业务维度来划分，例如按天、月、按季度生成分片表并分布到不同数据源中等。这样就需要一些自定义的规则来实现。

ShardingSphere 5.X版本后推出了一种新的管理分片配置方式：AutoTable。设置了AutoTable的逻辑表，将交由ShardingSphere自动管理分片，用户只需要指定分片数量和使用的数据库实例，无需再关心表的具体分布，配置格式如下：

spring:
  shardingsphere:
    # 数据源配置
    datasource:
      ......
    # 具体规则配置
    rules:
      sharding:
        # 逻辑表分片规则
        tables:
          # 逻辑表名称
          t_order:
            .....
        # 自动分片表规则配置
        auto-tables:
          t_order: # 逻辑表名称
            actual-data-sources: db$->{0..1}
            sharding-strategy: # 切分策略
              standard: # 用于单分片键的标准分片场景
                sharding-column: order_id # 分片列名称
                sharding-algorithm-name: t_order_mod # 自动分片算法名称

ShardingSphere-Jdbc中配置使用auto-tables主要两个参数，actual-data-sources指定数据源分布，由于是管理分片表所以只需数据源信息即可；sharding-strategy指具体采用何种算法来进行分片。

对逻辑表的DDL操作，系统会首先检查是否配置了AutoTable，如果已配置，则优先采用配置的规则；若未配置，则将使用默认的逻辑表分片规则。

AutoTable支持ShardingSphere内置的全部自动分片算法，所谓自动分片算法就是根据actualDataSources设置的数据源信息，使用对应内置算法自行解析处理。

MOD：取模分片算法
HASH_MOD：哈希取模分片算法
VOLUME_RANGE：基于分片容量的范围分片算法
BOUNDARY_RANGE：基于分片边界的范围分片算法
AUTO_INTERVAL：自动时间段分片算法

AutoTable使用

举个例子，我们使用内置MOD取模算法作为AutoTable的分片算法，同样是db0、db1两个实例中各创建1000张分片表。那么当对逻辑表的DDL操作时，ShardingSphere会依据分片表编号t_order_0～t_order_1999 % 数据库实例数取模来确认DDL命令路由到哪个实例中执行。

spring:
  shardingsphere:
    # 数据源配置
    datasource:
      .....
    # 具体规则配置
    rules:
      sharding:
        # 自动分片表规则配置
        auto-tables:
          t_order:
            actual-data-sources: db$->{0..1}
            sharding-strategy:
              standard:
                sharding-column: order_date
                sharding-algorithm-name: t_order_mod
        # 分片算法定义
        sharding-algorithms:
          t_order_mod:
            type: MOD
            props:
              # 指定分片数量
              sharding-count: 2000

还是执行刚才创建表的单元测试，会发现db0、db1两个实例中已经各自创建了1000张分片表，但你会发现1000张表已经不再是按照顺序创建的了。

分库分表如何管理不同实例中几万张分片表？,wpf

上边使用的是内置自动分片算法，它对于我们来说是黑盒，提供它方便我们拿来即用。不过，如果想要做到更细粒度的管理分片表，最好的办法就是自定义分片算法，后续章节会介绍所有内置分片算法和自定义分片算法的使用。

总结

在使用ShardingSphere实现分库分表的时候，要摒弃先建表、再配规则的传统思维，要先确定规则在建表，管理表是一件很简单的事，我们只要告诉ShardingSphere分片数量和分布规则，剩下的就让框架来处理就好了。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-838731.html

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