# 《Mycat核心技术》第15章：数据分片入门实战

作者：冰河
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沉淀，成长，突破，帮助他人，成就自我。

本章难度：★★☆☆☆
本章重点：介绍Myca的分片入门实战案例，掌握Mycat分片在实际案例场景中的应用，能够结合自身实际项目将Mycat分片灵活应用到自身实际项目中。

大家好，我是冰河~~

今天给大家介绍《Mycat核心技术》的第15章：给大家简单介绍下Mycat入门实现案例，好了，开始今天的内容。

有段时间没有更新博客了，今天就为大家带来一篇关于Mycat数据分片的文章。今天，我们不讲理论，也不对Mycat的配置进行详细剖析，有兴趣的童鞋可以阅读Mycat官方的权威指南，其中，对Mycat的原理和配置进行了详细的描述，这里不再赘述。今天，我们就一起来看看如何利用Myca进行数据分片，从而达到分库分表的目的。

注：MySQL服务器是安装在CentOS6.5服务器上，Mycat Server是安装在本机的Windows系统上，安装在什么环境上无所谓，本人用的是虚拟机安装的CentOS系统，开启多个虚拟机，电脑实在是吃力，所以将Mycat Server装在了本机的Windows系统上。

# 一、方案规划

IP	端口	服务	用户名	密码
192.168.81.131	3306	MySQL数据库	root	root
192.168.81.132	3306	MySQL数据库	root	root
192.168.81.133	3306	MySQL数据库	root	root
192.168.81.130	8066/9066	Mycat Server	admin	admin123

如上表所示，在局域网的4台主机中，131——133的主机各安装有一台MySQL实例(这里不再讲解如何安装MySQL，有兴趣的同学可参见博文：《MySQL之——CentOS6.5 编译安装MySQL5.6.16 (opens new window)》在CentOS系统上安装MySQL数据库)，130主机，也就是本机安装了Mycat Server。

现在假设系统的数据库为messagedb，里面只有2张表，一张表为消息表：message，一张表示消息来源的字典表：source，本案例实现的是按自然月分片的规则，因此上述3个mysql实例各自需要创建4个数据库，即

数据库实例	存储的数据库
192.168.81.131:3306	message201701、message201702、message201703、message201704
192.168.81.132:3306	message201705、message201706、message201707、message201708
192.168.81.133:3306	message201709、message201710、message201711、message201712

说明：如果是刚接触Mycat的小伙伴对分片不太理解，简单地说，对于Mycat，一个分片表示某一个MySQL实例上的某一个数据库，即schema@host，于是当我们原先的一张大表需要分片的时候，mycat就会按照我们设定的规则，把这张大表中的数据分散到各个分片上，即所谓的分表分库，因此我们需要在每个对应的分片上创建相同名称的数据库，相同结构的表。

# 二、环境准备

# 2.1 安装MySQL

详情参见博文：《MySQL之——CentOS6.5 编译安装MySQL5.6.16 (opens new window)》

# 2.2 创建数据库并建表导入数据

根据数据库实例和存储的数据库对应关系表创建所有的数据库，并在每个数据库里执行如下脚本：

create table source (
        id int(11) not null auto_increment primary key comment 'pk',
        name varchar(10) default '' comment 'source name'
);
create table message (
        id int(11) not null auto_increment primary key comment 'pk',
        content varchar(255) default '' comment 'message content',
        create_time date default null,
        source_id int(11) not null,
        foreign key(source_id) references source(id)
);
insert into `source`(`id`,`name`) values(1,'weibo');
insert into `source`(`id`,`name`) values(2,'weixin');
insert into `source`(`id`,`name`) values(3,'qq');
insert into `source`(`id`,`name`) values(4,'email');
insert into `source`(`id`,`name`) values(5,'sms');

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在message表中，总共有4个字段：

id：主键
content：消息的内容
create_time：创建时间，这也是mycat进行分片时的参考字段
source_id：source表的外键

另外，我们在source表插入了5条记录，用于测试。到这里，后端数据库的环境就搭建完成了。

# 三、安装和配置Mycat

# 3.1 安装Mycat

安装Mycat的过程比较简单，在这个地址就可以下载安装包：https://github.com/MyCATApache/Mycat-download/tree/master/1.6-RELEASE。下载完之后，就进行解压到系统相应目录，这里就不细说了。

# 3.2 Mycat安装包结构

安装完之后，简单地看一下mycat目录结构：

# 3.3 启动Mycat

WIndows下启动需要以管理员身份打开命令行窗口，cd 到Mycat的bin目录下，或者将Mycat的安装目录加入系统的环境变量path目录里，首先输入命令mycat install进行mycat服务的安装操作，然后输入命令mycat start 启动Mycat Server。

Linux下进入Mycat的bin目录直接输入./mycat start 启动Mycat Server。

Mycat提供了两个端口，其中，9066端口是管理端口，提供查看当前系统节点的情况，报告心跳状态等相关系统监控的功能，8066是数据端口，相当于数据库的访问端口。我们可以使用mysql命令访问这里两个端口

mysql -h[mycat_host] -u[mycat_user] -p[mycat_passwd] -P [8066|9066]

同时，我们也可以修改这两个端口。

那么mycat_user和mycat_passwd是如何配置呢，下面就需要介绍mycat中最主要的3个配置文件：server.xml，schema.xml和rule.xml。

# 3.4 server.xml

该配置文件是用于配置mycat的系统信息，主要有两个标签：system和user。这里的user就是上述访问mycat服务的用户，不是后端数据库的用户。如果我们使用默认的配置，server.xml大概是这样的：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/">
        <system>
                <property name="useSqlStat">0</property>  
                <property name="useGlobleTableCheck">0</property> 
                <property name="sequnceHandlerType">2</property>
                <property name="processorBufferPoolType">0</property>
                <property name="useOffHeapForMerge">1</property>
                <property name="memoryPageSize">1m</property>
                <property name="spillsFileBufferSize">1k</property>
                <property name="useStreamOutput">0</property>
                <property name="systemReserveMemorySize">384m</property>
        </system>
 
        <user name="admin">
                <property name="password">admin123</property>
                <property name="schemas">messagedb</property>
        </user>
</mycat:server>

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user标签下schemas属性表示该用户可以访问的数据库，可以定义多个数据库，用英文逗号隔开。schemas定义的数据库，一定要配置在后面的schema.xml文件对应的逻辑库，否则会提示无法访问。

# 3.5 schema.xml

schema配置文件比较复杂，也是最关键的一个配置文件，定义了mycat中的逻辑库、逻辑表，和分片的相关信息。配置如下：

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
 
        <schema name="messagedb" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">
                <table name="message" dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4,dn5,dn6,dn7,dn8,dn9,dn10,dn11,dn12" rule="sharding-by-month" />
                <!-- global table is auto cloned to all defined data nodes ,so can join
                        with any table whose sharding node is in the same data node -->
                <table name="source" primaryKey="id" type="global" dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4,dn5,dn6,dn7,dn8,dn9,dn10,dn11,dn12" />
        </schema>
        <dataNode name="dn1" dataHost="mysql-01" database="message201701" />
        <dataNode name="dn2" dataHost="mysql-01" database="message201702" />
        <dataNode name="dn3" dataHost="mysql-01" database="message201703" />
        <dataNode name="dn4" dataHost="mysql-01" database="message201704" />
        <dataNode name="dn5" dataHost="mysql-02" database="message201705" />
        <dataNode name="dn6" dataHost="mysql-02" database="message201706" />
        <dataNode name="dn7" dataHost="mysql-02" database="message201707" />
        <dataNode name="dn8" dataHost="mysql-02" database="message201708" />
        <dataNode name="dn9" dataHost="mysql-03" database="message201709" />
        <dataNode name="dn10" dataHost="mysql-03" database="message201710" />
        <dataNode name="dn11" dataHost="mysql-03" database="message201711" />
        <dataNode name="dn12" dataHost="mysql-03" database="message201712" />
 
        <dataHost name="mysql-01" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
                          writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1">
                <heartbeat>select user()</heartbeat>
                <writeHost host="hostM1" url="192.168.81.131:3306" user="root"
                                   password="root">
                </writeHost>
        </dataHost>
 
        <dataHost name="mysql-02" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
                          writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1">
                <heartbeat>select user()</heartbeat>
                <writeHost host="hostM2" url="192.168.81.132:3306" user="root"
                                   password="root">
                </writeHost>
        </dataHost>
 
        <dataHost name="mysql-03" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
                          writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1">
                <heartbeat>select user()</heartbeat>
                <writeHost host="hostM3" url="192.168.81.133:3306" user="root"
                                   password="root">
                </writeHost>
        </dataHost>
</mycat:schema>

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几点要说明一下：

schema标签定义逻辑库，其下table子标签定义逻辑表，datanode属性定义该逻辑表需要分布到哪几个分片上，rule属性表示使用何种分片规则，这里我们选择sharding-by-month，这个规则的名称是自定义的，只要和后面的rule.xml对应起来即可
source表是一张全局表，这里需要使用type=”global”来定义，这样mycat就可以帮我们在指定的分片上克隆相同的数据，这对join查询是非常有好处的。
datanode标签定义了分片，datahost是主机名，对应dataHost标签的name属性值，database定义该主机数据库实例上的具体数据库名。
dataHost标签定义数据库实例，其下heartbeart标签表示心跳检测所使用的方法，writeHost标签定义写数据的实例，另外还有readHost标签可以定义读数据的实例，这里不考虑读写分离，仅使用写实例，因此需要把balance属性设置为0
其他属性可以自行查阅官方权威指南
最后，出于规范和安全考虑，最好不使用数据库的root用户，而是另外再创建一个用于mycat访问的用户。

# 3.6 rule.xml

rule.xml中定义了很多分片的规则，具体规则的算法可以参考官方权威指南，这里我们直接使用默认的就可以了，其中按自然月的分片规则配置如下：

<?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://io.mycat/">
	 <tableRule name="sharding-by-month">
                <rule>
                        <columns>create_time</columns>
                        <algorithm>partbymonth</algorithm>
                </rule>
        </tableRule>
		<function name="partbymonth"
                class="io.mycat.route.function.PartitionByMonth">
                <property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
                <property name="sBeginDate">2017-01-01</property>
        </function>
</mycat:rule>

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tableRule标签定义分片规则的，其下columns标签表示对数据库表中的哪个字段应用规则，algorithm指定实现算法的名称，对应的是function标签中的name属性值
function标签定义对应的实现类，以及参数，包括dateFormat（日期格式）和sBeginDate（起始日期）

说明：起始日期是用来计算数据所在的分片位置，例如2017年1月的message就会找到第1个分片，即dn1，2017年12月的message就会找到第12个分片，即dn12，但是如果出现了2018年1月的message，mycat就会去找第13个分片，但是配置文件中又没有对应的配置，那么就会抛出无法找到分片的错误。

综上：server.xml定义了访问mycat服务的用户，以及该用户授权的数据库（逻辑库），schema.xml定义了具体的逻辑库，逻辑表，以及分片和数据库实例的信息，rule.xml分片规则和实现类。

# 四、测试

到这里已经完成了mycat的配置文件，但先不急着往里面灌数据，我们先访问管理端口9066，看一下运行情况：

C:\Users\binghe>mysql -uadmin -padmin123 -P9066
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 7
Server version: 5.6.29-mycat-1.6-RELEASE-20161028204710 MyCat Server (monitor)

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owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> show @@datanode;
+------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+
| NAME | DATHOST                | INDEX | TYPE  | ACTIVE | IDLE | SIZE | EXECUTE | TOTAL_TIME | MAX_TIME | MAX_SQL | RECOVERY_TIME |
+------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+
| dn1  | mysql-01/message201701 |     0 | mysql |      0 |    4 | 1000 |     412 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn10 | mysql-03/message201710 |     0 | mysql |      0 |    0 | 1000 |      11 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn11 | mysql-03/message201711 |     0 | mysql |      0 |    8 | 1000 |      16 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn12 | mysql-03/message201712 |     0 | mysql |      0 |    1 | 1000 |     412 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn2  | mysql-01/message201702 |     0 | mysql |      0 |    2 | 1000 |       9 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn3  | mysql-01/message201703 |     0 | mysql |      0 |    4 | 1000 |      11 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn4  | mysql-01/message201704 |     0 | mysql |      0 |    2 | 1000 |       9 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn5  | mysql-02/message201705 |     0 | mysql |      0 |    4 | 1000 |     413 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn6  | mysql-02/message201706 |     0 | mysql |      0 |    2 | 1000 |       9 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn7  | mysql-02/message201707 |     0 | mysql |      0 |    4 | 1000 |      11 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn8  | mysql-02/message201708 |     0 | mysql |      0 |    2 | 1000 |       9 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
| dn9  | mysql-03/message201709 |     0 | mysql |      0 |    0 | 1000 |      11 |          0 |        0 |       0 |            -1 |
+------+------------------------+-------+-------+--------+------+------+---------+------------+----------+---------+---------------+
12 rows in set (0.00 sec)

mysql> show @@heartbeat;
+--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+
| NAME   | TYPE  | HOST           | PORT | RS_CODE | RETRY | STATUS | TIMEOUT | EXECUTE_TIME | LAST_ACTIVE_TIME    | STOP  |
+--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+
| hostM2 | mysql | 192.168.81.132 | 3306 |       1 |     0 | idle   |       0 | 1,1,1        | 2017-03-04 14:22:59 | false |
| hostM1 | mysql | 192.168.81.131 | 3306 |       1 |     0 | idle   |       0 | 1,1,1        | 2017-03-04 14:22:59 | false |
| hostM3 | mysql | 192.168.81.133 | 3306 |       1 |     0 | idle   |       0 | 2,1,1        | 2017-03-04 14:22:59 | false |
+--------+-------+----------------+------+---------+-------+--------+---------+--------------+---------------------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

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如果看到各个节点都已经出现，并且心跳状态RS_CODE=1，则表示后端数据库连接正常。

现在我们用JDBC的方式批量插入1000万数据：

package com.mycat.test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.Date;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Calendar;
import java.util.Random;

import org.junit.Test;

/**
 * 测试Mycat
 * @author binghe
 *
 */
public class TestMycat {
	private static final String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
	private static final String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:8066/messagedb?useServerPrepStmts=false&rewriteBatchedStatements=true";
	private static final String username = "admin";
	private static final String password = "admin123";
 
	@Test
	public void test() throws SQLException {
		Calendar calendar = Calendar.getInstance();
		Random random = new Random();
		calendar.set(2017, 0, 1, 0, 0, 0);
	
		Connection connection = null;
		PreparedStatement ps = null;
		try {
			Class.forName(driver);
			connection = (Connection) DriverManager.getConnection(url, username, password);
			connection.setAutoCommit(false);
			String sql = "insert into message(`content`, `create_time`, `source_id`) values(?,?,?)";
			ps = connection.prepareStatement(sql);
			long start = System.currentTimeMillis();
			for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
				ps.setString(1, System.currentTimeMillis() + "");
				long randomtime = calendar.getTimeInMillis() + (random.nextInt(365) + 1) * 86400 * 1000l;
				Date date = new Date(randomtime);
				int source_id = random.nextInt(5) + 1;
				ps.setDate(2, date);
				ps.setInt(3, source_id);
				ps.addBatch();
				if (i != 0 && i % 10000 == 0) {
					System.out.println("execute batch : " + i);
					ps.executeBatch();
				}
			}
			ps.executeBatch();
			connection.commit();
			System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
		} catch (SQLException | ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			if (ps != null)
				ps.close();
			if (connection != null)
				connection.close();
		}
	}
 
}

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如果运行的时候报错： Multi-statement transaction required more than ‘max_binlog_cache_size’ bytes of storage;，可以适当调大一下my.cnf下的max_binlog_cache_size参数。

# 五、验证

最后我们来检验一下分片的结果，其中message表中的数据根据create_time的值按月进行了分片，而source表作为全局表，则其数据出现在了每个分片上，下面贴出部分结果

mysql -h192.168.81.131 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message201702.message;": 
+------------------+------------------+
| min(create_time) | max(create_time) |
+------------------+------------------+
| 2017-02-01       | 2017-02-28       |
+------------------+------------------+
 
mysql -h192.168.81.132 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message201705.message;": 
+------------------+------------------+
| min(create_time) | max(create_time) |
+------------------+------------------+
| 2017-05-01       | 2017-05-31       |
+------------------+------------------+
 
mysql -h192.168.81.133 -uroot -proot -P3306 -e "select min(create_time),max(create_time) from message201709.message;": 
+------------------+------------------+
| min(create_time) | max(create_time) |
+------------------+------------------+
| 2017-09-01       | 2017-09-30       |
+------------------+------------------+

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mysql -h192.168.81.131 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message201701.source"
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | weibo  |
|  2 | weixin |
|  3 | qq     |
|  4 | email  |
|  5 | sms    |
+----+--------+
 
mysql -h192.168.81.132 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message201707.source"
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | weibo  |
|  2 | weixin |
|  3 | qq     |
|  4 | email  |
|  5 | sms    |
+----+--------+
 
mysql -h192.168.81.133 -uroot -proot -P3306 -e "select * from message201711.source"
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | weibo  |
|  2 | weixin |
|  3 | qq     |
|  4 | email  |
|  5 | sms    |
+----+--------+

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# 六、总结

本文就mycat分片的特性进行一次实战操作，完成了部署mycat-server以及后端mysql数据库，并以按自然月为分片规则进行了相关的配置，最后做了一个小的测试来验证分片功能的正确性。

mycat还有其他比较强大的特性还有待进一步的研究使用，下一步的工作：

完成读写分离的配置和测试
整合zookeeper实现高可用集群

好了，今天就到这儿吧，我是冰河，我们下期见~~

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