MyCAT 是什么？

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2024年03月19日 08:08 · 阅读数 4

MyCAT 是一个开源的数据库中间件系统，主要用于实现数据库的高性能、高可用和高扩展性。它的设计目标是通过数据库分库分表的策略，解决传统单一数据库服务器因数据量增大而导致的性能瓶颈问题。MyCAT 基于 Java 开发，可以看作是一个数据库代理，它位于客户端和数据库服务器之间，对外提供统一的数据库服务。

MyCAT 的原理

1. SQL解析与路由

原理: MyCAT 接收到客户端发来的 SQL 语句后，首先进行解析，理解其意图（查询、更新、删除等）。然后根据配置的分片规则，决定这个请求需要发送到哪个数据库实例。
源码层面: 在 MyCAT 的源码中，ServerQueryHandler 类负责接收并解析客户端请求。解析过程中，使用 SQLParser 工具类来分析 SQL 语句，然后通过 RouteStrategy 接口实现的路由策略（如最简单的基于哈希的分片策略），确定目标数据库。

2. 读写分离

原理: 通过配置，MyCAT 可以识别读操作和写操作，将它们分别路由到配置好的主库和从库。
源码层面: 在 MyCAT 中，读写分离主要是通过 ReadWriteSplittingStrategy 策略来实现的。这个策略会检查 SQL 语句的类型，根据类型以及配置的读写分离规则将请求分发到不同的数据库。

3. 分库分表

原理: MyCAT 通过配置规则，将数据水平或垂直地分散到多个数据库或表中，以此来解决单一数据库的性能瓶颈问题。
源码层面: DataNode 和 DataHost 是 MyCAT 配置中重要的两个概念，分别代表了分片后的数据库节点和物理数据库实例。在 MyCAT 的配置文件中，你会定义每个 DataNode 如何映射到具体的 DataHost 上。分片的具体规则和算法在源码中通过实现 PartitioningStrategy 接口来定义。

4. 事务管理

原理: MyCAT 提供了对分布式事务的基本支持，确保在分库分表的环境下，操作可以保持ACID特性。
源码层面: 在 MyCAT 中，事务的管理是通过 TransactionManager 类来实现的。这个类负责跨多个数据库节点维护事务的一致性和完整性。

5. 连接池管理

原理: MyCAT 内部维护了一个连接池，用于管理和复用到后端数据库的连接，减少连接创建和销毁的开销。
源码层面: MyCATConnectionPool 类负责管理数据库连接池。这个类封装了连接的获取、释放逻辑，并且能够根据配置动态调整池大小。

6. 高可用性

原理: MyCAT 支持配置主从复制和分片复制，通过心跳检测和自动故障转移机制确保服务的高可用。
源码层面: HAHeartbeat 类负责执行心跳检测逻辑，以监控后端数据库实例的健康状态。在检测到实例故障时，FailoverProcessor 类会被触发，执行故障转移逻辑。

案例代码

我们将创建一个简单的订单管理系统，其中订单数据根据订单ID分片存储在不同的数据库中，同时实现读写分离以提高查询效率。

环境准备

MyCAT Server：已安装并配置好，包括分库分表规则和读写分离配置。
数据库：至少两个数据库实例（一个主库，一个或多个从库）。
Spring Boot：创建一个 Spring Boot 应用。

MyCAT 配置

schema.xml：配置分库分表规则。

server.xml：配置读写分离和数据节点。

schema.xml 配置示例

此文件定义了数据库的逻辑架构，包括分片规则和数据节点。以下是一个分库分表的配置示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
    <schema name="mydb" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">
        <!-- 定义分片规则 -->
        <table name="order" primaryKey="id" autoIncrement="true" dataNode="dn1,dn2" rule="order-rule" />
        
        <!-- 分片规则实现 -->
        <tableRule name="order-rule">
            <rule>
                <columns>id</columns>
                <algorithm>order-partition</algorithm>
            </rule>
        </tableRule>
        
        <!-- 分片函数实现 -->
        <function name="order-partition" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod">
            <!-- 根据订单ID模2分片 -->
            <property name="count">2</property>
        </function>
    </schema>
    
    <!-- 数据节点配置 -->
    <dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="mydb_1" />
    <dataNode name="dn2" dataHost="localhost2" database="mydb_2" />
    
    <!-- 数据主机配置，这里可以配置主从复制关系 -->
    <dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
              writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
        <heartbeat>select user()</heartbeat>
        <writeHost host="master1" url="jdbc:mysql://master_host:3306" user="root" password="password" />
        <!-- 从库配置 -->
        <readHost host="slave1" url="jdbc:mysql://slave_host1:3306" user="root" password="password" />
    </dataHost>
    
    <dataHost name="localhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
              writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
        <heartbeat>select user()</heartbeat>
        <writeHost host="master2" url="jdbc:mysql://master_host2:3306" user="root" password="password" />
        <!-- 可以有多个从库 -->
        <readHost host="slave2" url="jdbc:mysql://slave_host2:3306" user="root" password="password" />
    </dataHost>
</mycat:schema>

server.xml 配置示例

此文件主要用于配置 MyCAT 服务器的系统参数，包括用户权限、系统参数等。以下是读写分离的配置示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/">
    <system>
        <!-- 系统级参数配置 -->
    </system>
    
    <!-- 用户定义 -->
    <user name="root">
        <property name="password">password</property>
        <property name="schemas">mydb</property>
        
        <!-- 权限配置，这里配置为读写权限 -->
        <privileges check="false">
            <schema name="mydb" dml="0110" ddl="0100" others="0000" />
        </privileges>
    </user>
    
    <!-- 其他用户配置 -->
</mycat:server>

在这个示例中：

schema.xml 中定义了名为 mydb 的逻辑数据库，其中的 order 表根据 id 字段分片，使用模2的方式分配到 dn1 和 dn2 两个数据节点。
分片函数 PartitionByMod 用于实现模数分片逻辑。
每个 dataNode 对应一个实际的数据库实例，dataHost 配置包含了连接到这些实例的详细信息，包括主从配置。
server.xml 中配置了用户权限和系统级参数，这里的用户 root 被授权访问 mydb 数据库。

Spring Boot 应用配置

假设你已根据上述步骤准备好环境，下面是在 Spring Boot 应用中整合 MyCAT 的步骤：

1. 配置数据源

在 application.properties 文件中配置数据源，指向 MyCAT 代理：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:8066/mydb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&autoReconnect=true
spring.datasource.username=myuser
spring.datasource.password=mypassword
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

2. 实体类和仓库接口

定义一个Order实体类和相应的JPA仓库接口OrderRepository：

@Entity
public class Order {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    private String customerName;
    private BigDecimal amount;
    private Date orderDate;
    // Getters and setters omitted for brevity
}

public interface OrderRepository extends JpaRepository<Order, Long> {
    List<Order> findByCustomerName(String customerName);
}

3. 服务层和控制层

创建OrderService类来处理业务逻辑，并通过OrderController暴露REST API：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;

    public Order createOrder(Order order) {
        return orderRepository.save(order);
    }

    public List<Order> findOrdersByCustomerName(String customerName) {
        return orderRepository.findByCustomerName(customerName);
    }
}

@RestController
@RequestMapping("/orders")
public class OrderController {

    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @PostMapping
    public Order createOrder(@RequestBody Order order) {
        return orderService.createOrder(order);
    }

    @GetMapping
    public List<Order> findOrdersByCustomerName(@RequestParam String customerName) {
        return orderService.findOrdersByCustomerName(customerName);
    }
}

运行和测试

启动 MyCAT Server：确保 MyCAT 正在运行并监听相应端口。
启动 Spring Boot 应用：运行 Spring Boot 应用。
测试功能：
- 使用 Postman 或任何 HTTP 客户端工具，发送 POST 请求到 /orders 创建新订单。
- 发送 GET 请求到 /orders，带上 customerName 查询参数，获取特定客户的订单列表。

这个示例展示了如何在 Spring Boot 应用中通过 MyCAT 实现分库分表和读写分离的基本用法。实际应用中，你可能需要根据业务需求调整分片策略和读写分离规则，以及考虑事务管理、异常处理等高级功能。此外，还应该关注 MyCAT 的性能调优和高可用配置，以确保系统的稳定和高效运行。