JAVA 中间件之 Mycat2

Mycat2应用与实战教程

1.Mycat2概述

1.1 什么是MyCat

官网： http://mycatone.top/

Mycat 是基于 java 语言编写的数据库中间件，是一个实现了 MySQL 协议的服务器，前端用户可以把它看作是一个数据库代理，用 MySQL 客户端工具和命令行访问，而其后端可以用 MySQL 原生协议与多个 MySQL 服务器通信，也可以用 JDBC 协议与大多数主流数据库服务器通信，其核心功能是分库分表和读写分离，即将一个大表水平分割为 N 个小表，存储在后端 MySQL 服务器里或者其他数据库里。

MyCat 是基于阿里开源的 Cobar 产品而研发，Cobar 的稳定性、可靠性、优秀的架构和性能以及众多成熟的使用案例使得 MyCat 变得非常的强大。

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Mycat对于我们Java程序员来说,就是一个近似等于 MySQL 的数据库服务器，你可以用连接 MySQL 的方式去连接 Mycat（除了端口不同，默认的Mycat 端口是 8066 而非MySQL 的 3306，因此需要在连接字符串上增加端口信息）。

1.2 Mycat的作用

1.2.1 数据分片

数据分片包括里：垂直分片和水平分片，垂直分片包括：垂直分库和垂直分表，水平分片包括： 水平分库和水平分表。

1）垂直分库

  • 数据库中不同的表对应着不同的业务，垂直切分是指按照业务的不同将表进行分类,分布到不同的数据库上面
  • 将数据库部署在不同服务器上，从而达到多个服务器共同分摊压力的效果

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2）垂直分表

表中字段太多且包含大字段的时候，在查询时对数据库的IO、内存会受到影响，同时更新数据时，产生的binlog文件会很大，MySQL在主从同步时也会有延迟的风险。

  • 将一个表按照字段分成多表，每个表存储其中一部分字段。
  • 对职位表进行垂直拆分, 将职位基本信息放在一张表, 将职位描述信息存放在另一张表

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œ垂直拆分带来的一些提升

  • 解决业务层面的耦合，业务清晰
  • 能对不同业务的数据进行分级管理、维护、监控、扩展等
  • 高并发场景下，垂直分库一定程度的提高访问性能
  • 垂直拆分没有彻底解决单表数据量过大的问题

3) 水平分库

  • 将单张表的数据切分到多个服务器上去，每个服务器具有相应的库与表，只是表中数据集合不同。 水平分库分表能够有效的缓解单机和单库的性能瓶颈和压力，突破IO、连接数、硬件资源等的瓶颈.

    image.png

    简单讲就是根据表中的数据的逻辑关系，将同一个表中的数据按照某种条件拆分到多台数据库（主机）上面, 例如将订单表 按照id是奇数还是偶数, 分别存储在不同的库中。

4) 水平分表

  • 针对数据量巨大的单张表（比如订单表），按照规则把一张表的数据切分到多张表里面去。 但是这些表还是在同一个库中，所以库级别的数据库操作还是有IO瓶颈。

    image.png

总结

  • 垂直分表: 将一个表按照字段分成多表，每个表存储其中一部分字段。
  • 垂直分库: 根据表的业务不同,分别存放在不同的库中,这些库分别部署在不同的服务器.
  • 水平分库: 把一张表的数据按照一定规则,分配到不同的数据库,每一个库只有这张表的部分数据.
  • 水平分表: 把一张表的数据按照一定规则,分配到同一个数据库的多张表中,每个表只有这个表的部分数据.

1.2.2 读写分离

读写分离指的是：主库负责处理事务性的增删改操作，从库负责处理查询操作，能够有效的避免由数据更新导致的行锁，使得整个系统的查询性能得到极大的改善。

注意: 读写分离的数据节点中的数据内容是一致，所以要先搭建主从复制架构

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1.2.3 多数据源整合

Java工程里需要同时控制(连接)多个数据源：

  1. 业务需要。比如项目里要实现两个DB的双写/数据迁移，或者微服务边界划分不清使得一个工程直连了多个DB。
  2. 读写分离。大型一点的网站，为了提升DB的吞吐量和性能以及高可用性，数据库一般都会采用集群部署（1个Master+N个Slave模式）。
  3. NoSQL数据库。使用NOSQL数据库存储大量的一次性非业务数据，比如日志类的数据

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1.3 Mycat与ShardingJDBC的区别

  1. mycat是一个中间件的第三方应用，sharding-jdbc是一个jar包
  2. 使用mycat时不需要修改代码，而使用sharding-jdbc时需要修改代码
  3. Mycat 是基于 Proxy，它复写了 MySQL 协议，将 Mycat Server 伪装成一个 MySQL 数据库，而 Sharding-JDBC 是基于 JDBC 的扩展，是以 jar 包的形式提供轻量级服务的。

  • Mycat(proxy中间件层)

    image.png

  • Sharding-jdbc(应用层):

    image.png

1.4 Mycat2新特性

Mycat2的提升：

image.png

新特性总结

  • 多语句，指的是可以批量执行建表语句
  • 支持blob，blob二进制大对象
  • 全局二级索引,用全局二级索引后,能有效减少全表扫描,对于减少连接使用,减少计算节点与存储节点的数据传输有帮助.
  • 支持任意跨库跨表join查询
  • 支持跨库跨表的关联子查询
  • 支持分库同时分表，把分库分表合一，统一规划
  • 存储过程： 存储过程支持多结果集返回、支持接收affectRow
  • 支持逻辑视图
  • 支持批量插入： 支持rewriteInsertBatchedStatementBatch参数（设置为true），用于提高批量插入性能。
  • 支持执行计划管理：Mycat2的执行计划管理主要作用是管理执行计划，加快SQL到执行计划的转换。
  • 路由注释，Mycat2对于路由注释的支持更加快捷方便，减少繁琐的配置
  • 自动hash分片算法： 由1.6版本的手动配置算法，到2.0的自动hash分
  • 支持第三方工具
  • 单表映射物理表，可以直接将单表映射到物理表，更快速的创建数据库表
  • XA事务，首先数据库要支持XA事务
  • 支持MySQL8

2.环境准备

2.1 准备测试环境

1）搭建两台虚拟机，分别部署MySQL和Mycat2

  • 192.168.58.100服务器上的MySQL要部署到docker中，方便后面我们快速搭建MySQL集群， 并且MySQL的版本使用MySQL8。
  • 192.168.58.200服务器，安装Mycat2之前要安装JDK，并且必须选择JDK1.8 避免出现其他问题。

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2.2 Docker基本使用

1）安装docker

# 1、yum 包更新到最新 
yum update

# 2、安装需要的软件包， yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的 
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

# 3、 设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 4、 安装docker，出现输入的界面都按 y 
yum install -y docker-ce

# 5、 查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v

2）镜像加速方案

默认情况，将从docker hub（https://hub.docker.com/）下载docker镜像太慢，一般都会配置镜像加速器；

建议配置阿里云镜像加速，编辑该文件：

vim /etc/docker/daemon.json

在该文件中输入如下内容：

{
  "registry-mirrors": ["https://3ad96kxd.mirror.aliyuncs.com"]
}

配置完成记得刷新配置

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

3）镜像相关命令

  • 查看镜像 docker images
  • 搜索镜像 docker search imageName
  • 拉取镜像 docker pull imageName：version
  • 删除镜像 docker rmi imageId rmi–>remove Image

4）查看容器

查看正在运行的容器

docker ps

查看所有容器（查看正在运行的和已经停止运行的）

docker ps –a
docker ps -all

查看最后一次运行的容器

docker ps –l

查看停止的容器

docker ps -f status=exited

5）创建容器命令

docker run 参数 镜像名称:镜像标签 /bin/bash

创建容器常用的参数说明：

-i：表示运行容器,如果不加该参数那么只是通过镜像创建容器，而不启动。

-t：表示容器启动后会进入其命令行。加入这两个参数后，容器创建就能登录进去。即分配一个伪终端(如果只加it两个参数，创建后就会自动进去容器)。
 
-d：在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行（这样创建容器后不会自动登录容器）。
 
--name :为创建的容器命名。

-v：表示目录映射关系（前者是宿主机目录，后者是映射到宿主机上的目录），可以使用多个－v做多个目录或文件映射。注意：最好做目录映射，在宿主机上做修改，然后共享到容器上。

-p：表示端口映射，前者是宿主机端口，后者是容器内的映射端口。可以使用多个-p做多个端口映射，例如：可以将Docker中Tomcat容器的8080端口映射到宿主机上的某一个端口8080，那么以后访问tomcat只需要：http://宿主机的IP：8080/

进入容器之后，初始化执行的命令：/bin/bash；可写可不写

6) 删除指定的容器，正在运行的容器无法删除

#删除容器
docker rm 容器名称（容器ID）
#删除镜像
docker rmi 镜像ID(镜像名称)

2.3 Docker部署单机MySQL

  1. 搜索mysql镜像
docker search mysql
  1. 拉取 mysql8 镜像
 docker pull mysql:8.0.29
  1. 使用docker方式创建MySQL服务器

**注意：**如果此时防火墙是开启的，则先关闭防火墙，并重启docker，否则后续安装的MySQL无法启动

#关闭docker
systemctl stop docker

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld

#永久关闭
systemctl disable firewalld 

#启动docker
systemctl start docker

在docker中创建并启动MySQL服务器：端口3310

docker run -d \
-p 3310:3306 \
-v /msb/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v /msb/mysql/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
--name msb-mysql \
mysql:8.0.29

参数说明：

  • -p 3310:3306：表示端口映射，前者是宿主机端口，后者是容器内的映射端口，将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3310 端口。
  • -v /msb/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d: 配置文件映射，：前面是宿主机目录，：后面是映射到宿主机上的文件，这样就可以在宿主机上做修改，然后共享到容器上
  • -v /msb/mysql/data:/var/lib/mysql ：数据文件目录映射，避免容器出现问题，导致数据丢失。
  • -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456：初始化 root 用户的密码。
  • –name msb-mysql ：容器名称
  • mysql:8.0.29 ：镜像名称
  1. 进入容器，操作mysql
docker exec –it msb-mysql /bin/bash
  1. 使用Navicat连接容器中的mysql
    因为我们做了端口映射，所以连接的是192.168.58.100:3310

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