去年底写的mysql分库分表中间件heisenberg

       好久没有写博了，去年年底的时候写了一个分库分表中间件服务器，当时正在看绝命毒师，觉得heisenberg这个名字很叼，然后就以这个命名了，炼毒也要精益求精啊。。。

 

      公司在java分布式这块的基础设施很差，然后之前也看过一些老东家的tddl，cobar之类的东东；但是灵活性和语言通用性方面不是太好，所以当时就想做一款比较通用性，并且低侵入性的分库分表中间件，于是想法诞生了。

 

代码地址：

https://github.com/brucexx/heisenberg

其优点： 分库分表与应用脱离，分库表如同使用单库表一样
减少db 连接数压力 
热重启配置
可水平扩容
遵守Mysql原生协议
无语言限制，mysqlclient,c,java等都可以使用
Heisenberg服务器通过管理命令可以查看，如连接数，线程池，结点等，并可以调整
采用velocity的分库分表脚本进行自定义分库表，相当的灵活

 

之前在组里有做过简单的分享，这段时间稍微轻松了点，先分享出来，看有没有更好的idea在这块有所提升

 

 下面开始介绍heisenberg

 

1.heisenberg总体架构

      首先这块架构：

      

      

 

应用对于heisenberg集群来说就是mysql客户端，

而heisenberg也是集成了mysql的原生协议，所以对于应用来说，就相当于单库单表的数据源

无论是mysql客户端，c,jdbc驱动等都可以访问heisenberg服务器，由服务器把分库分表的工作给做掉了

 

访问heisenberg集群可以通过像lvs,F5等负载软件/设备解决，

其实一台heisenberg的性能是相当的赞了，我压力到2320TPS load 都还只有0.1-0.3左右（CPU 8core,16G），由于找不到mysql物理机器了，只得做罢

 

服务端内部结构：

 

其中FrontConnectionFactory为面向应用的连接管理，ManagerConnectionFactory为面向heisenberg服务器内部管理的一些连接管理，比如更改配置后热重启，关闭 某个连接等功能

mysql协议贯穿于应用程序与mysql服务器，最终解析为相关的mysql数据包, 授权包，注册包等

 

当heisenberg服务器接收到SQL语句后，通过AST语法解析 解析成 DML,DCL,DDL类型以及相关列名的值等等，然后通过ServerRouter这一层，经过分库分表的切分，最终将切分好的语句放入对应数据结点进行执行

 

分库分表的切分，为了满足各种通用性灵活性，使用了velocity和groovy 2种语法来支持，其中groovy是初始化表和库和映射关系的，只在加载时初始化一次；而velocity是用来渲染对应的分库和分表规则的。

 

OK，知道了原理，那么开始说明如何使用分库分表吧

 

2.heisenberg开发

Maven +JDK 部署好

 https://github.com/brucexx/heisenberg 

下载到本地后，

Mvn package 之

 

在本地target里会生成一个heisenberg-server-1.0.0.zip 文件

 

解压之 unzip  heisenberg-server-1.0.0.zip  

进入conf目录

有下面几个目录 

     conf

      ---log4j.xml

      ---rule.xml

      ---schema.xml

      ---server.xml

log4j.xml就不介绍了

  sql_route.log就是分库表切分的时间

  sql_execute.log 为sql总执行时间

 

server.xml 

<system>

    <property name="serverPort">8166</property>

    <property name="managerPort">8266</property>

    <property name="initExecutor">16</property>

    <property name="timerExecutor">4</property>

    <property name="managerExecutor">4</property>

    <property name="processors">4</property>

    <property name="processorHandler">8</property>

    <property name="processorExecutor">8</property>

    <property name="clusterHeartbeatUser">_HEARTBEAT_USER_</property>

    <property name="clusterHeartbeatPass">_HEARTBEAT_PASS_</property>

  </system>

 

serverPort为服务端口，即对上层应用的端口

managerPort为管理端口，即管理的监听端口，用于操作服务器一些配置等

initExecutor 为初始化的线程个数

timerExecutor 心跳执行线程个数

managerExecutor管理执行线程个数

processors应用接收处理器核数

processorHandler 应用接收处理类个数

processorExecutor 应用接收处理线程个数

 

clusterHeartbeatUser和clusterHeartbeatPass 不必改，用于集群的认证方式使用

 

 <user name="brucexx">

    <property name="password">st0078</property>

    <property name="schemas">trans_shard</property>

  </user>

Brucexx为自定义应用用户名，st0078为自定义应用密码

Schemas为自定义schema,具体见schema.xml中，

 

这里的schemas可为多个，以逗号分隔

 

白名单限制：

 

  <quarantine>

    <host name="1.2.3.4">

      <property name="user">test</property>

    </host>

  </quarantine>

 

                

schema.xml配置

mysql数据源

 

    <dataSource name="transDS" type="mysql">

        <property name="location">

            <location>10.58.49.14:8701/db$0-9</location>

    </property>

        <property name="user">root</property>

        <property name="password">st0078</property>

        <property name="sqlMode">STRICT_TRANS_TABLES</property>

    </dataSource>

 

这里指定的mysql的数据源，后面$0-9是一种自定义的缩略写法

也可以在property里面定义多个location，比如：

<property name="location">

            <location>10.58.49.14:8701/db0</location>

<location>10.58.49.14:8701/db1</location>

<location>10.58.49.14:8701/db2</location>

    </property>

 

 

 

效果是一样的

 

Shard结点配置

Shard结点相当于一个逻辑结点，提供给外部相关的schema，对应于数据源有

主/备/灾，

<dataNode name="transDN">

        <property name="dataSource">

            <!-- 主库 -->

            <dataSourceRef>transDS$0-9</dataSourceRef>

            <!-- 备库 -->

            <dataSourceRef>transSlaveDS$0-9</dataSourceRef>

            <!-- 灾库 -->

            <dataSourceRef>transSlaveDS$0-9</dataSourceRef>

            <!-- slave,暂无 -->

            <!-- dataSourceRef>ds_shard_slave$0-3</dataSourceRef -->

        </property>

        <property name="rwRule"><![CDATA[m:0,s:1]]></property>

        <property name="poolSize">256</property>

        <property name="heartbeatSQL">select user()</property>

    </dataNode>

 

属性dataSource 第一个是主库，第二个备库，第三个灾库，需要多少配置多少个

 

读写分离规则rwRule，m和s代表读取的比例，表示主库读取为0,从库读取1，这样直接读写分离，如果是1:1的话相当读取各1：1的比例

 

池大小poolSize为到mysqlDB的连接数和心跳sql heartbeatSQL，无特殊需求保持不变

 

Schema配置

<schema name="trans_shard">

 

        <table name="trans_online, trans_content, trans_tb " dataNode="transDN$0-9" rule="rule1" />

    </schema>

 trans_shard 提供的schema,对应于server.xml中的名字

下面会有多个需要分库的表，

<table name="trans_online" dataNode="transDN$0-9" rule="rule1" />

这里必须要把需要分库分表的内容写出来，当然，如果不分库表也是可以的

 

<table name=”tbxxx" dataNode="transDN0" ruleRequired=”false”/

 

rule.xml 

分库分表规则配置，其中columns,dbRuleList,tbRuleList里面的列名要保持大写

 

首先先上一个整体配置

<rule>

    <tableRule name="rule1">

        <columns>TRANS_ID</columns>

    <dbRuleList>

            <dbRule><![CDATA[#set($start=$TRANS_ID.length() - 2)##

            #set($end=$TRANS_ID.length() - 1)##

            $stringUtil.substring($TRANS_ID,$start,$end)]]>

            </dbRule>

        </dbRuleList>

        <tbRuleList>

            <tbRule><![CDATA[#set($start=$TRANS_ID.length() - 2)##

             $stringUtil.substring($TRANS_ID,$start)]]></tbRule>

        </tbRuleList>

        <!-- 00-99 100个表,每个表属于哪个结点 Map<Integer,Set<String>> -->

        <tbPrefix>

                <![CDATA[  

                        def map = [:];

                        for (int i=0; i<10; i++) {

                           def list = [];

                            for (int j=0; j<10; j++) {

                                list.add(i+""+j);

                            }

                             map.put(i,list);

                        };

                        return map;

                ]]>

        </tbPrefix>

    </tableRule>

</rule>

 

其中dbRuleList 为分库规则

 

<dbRuleList>

            <dbRule><![CDATA[#set($start=$TRANS_ID.length() - 2)##

            #set($end=$TRANS_ID.length() - 1)##

            $stringUtil.substring($TRANS_ID,$start,$end)]]>

            </dbRule>

        </dbRuleList>

 分库规则dbRuleList可以有多个dbRule，当第一个不满足时，可以用第二个，当然这个效率不好，如果有规则区分，尽量再写一个rule，

dbRule 最后的结果是表的前缀

比如分库分表 库名为db0-db9,那么这个dbRule渲染时

 

取到TRANS_ID 这个为后，在脚本里计算出取倒数第2位为库后缀

比如上图的分库为

 

分表规则配置

<tbRuleList>

            <tbRule><![CDATA[#set($start=$TRANS_ID.length() - 2)##

             $stringUtil.substring($TRANS_ID,$start)]]></tbRule>

        </tbRuleList>

这个和上面分库一样了，以倒数1，2位为库的后缀

如下图：

 

 

 有个潜规则就是

需要保证全局的表名不能重复

比如db0有个trans_tb00,db1就不能有叫trans_tb00的表

 

表初始化

        <!-- 00-99 100个表,每个表属于哪个结点 Map<Integer,Set<String>> -->

        <tbPrefix>

                <![CDATA[  

                        def map = [:];

                        for (int i=0; i<10; i++) {

                           def list = [];

                            for (int j=0; j<10; j++) {

                                list.add(i+""+j);

                            }

                             map.put(i,list);

                        };

                        return map;

                ]]>

        </tbPrefix>

 

需要初始化个表，其中key为db的下标索引，比如db0 的下标为0,

list为每个库里的表后缀名

 

 

目录是为了初始化定义这些库表

 

如何使用呢？

通过命令行


 

这里就不用讲了，wms_shard就是在server.xml里面配置的逻辑分库分表的数据源schema,应用只要访问这个就好了

 

show tables;也可以看到自己的一些表信息

 

ok.

 

mysql> select * from t_user_id_map;

+-----------+---------------------------+-----------+------------+---------------------+---------------------+

| F_uid     | F_uname                   | F_enabled | F_user_id  | F_create_time       | F_modify_time       |

+-----------+---------------------------+-----------+------------+---------------------+---------------------+

| 105001050 | @8230762802717b6a723fe9cd |         1 | 1287824017 | 2014-03-10 15:38:44 | 2014-03-10 15:38:44 |

|     62000 |                           |         1 |  533885000 | 2014-03-26 23:02:31 | 2014-03-26 23:02:31 |

|     86000 |                           |         1 |  237406000 | 2014-03-27 01:04:23 | 2014-03-27 01:04:23 |

|     96000 |                           |         1 |  767684000 | 2014-03-27 00:30:32 | 2014-03-27 00:30:32 |

|    130000 |                           |         1 |  506552000 | 2014-03-27 15:57:31 | 2014-03-27 15:57:31 |

|    149000 |                           |         1 |  868483000 | 2014-03-27 15:50:09 | 2014-03-27 15:50:09 |

|    179000 |                           |         1 |  245626000 | 2014-03-26 21:33:46 | 2014-03-26 21:33:46 |

当没有指定分库分表规则时，是进行的全表扫描，当然我们可以通过学习

mysql> explain select * from t_user_id_map;

+-----------+-----------------------------------

| DATA_NODE | SQL

+-----------+-----------------------------------

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_0

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_1

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_2

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_3

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_4

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_5

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_6

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_7

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_8

| wmsDN[0]  |  select * from t_user_id_map_00_9

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_0

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_1

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_2

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_3

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_4

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_5

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_6

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_7

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_8

| wmsDN[1]  |  select * from t_user_id_map_01_9

| wmsDN[2]  |  select * from t_user_id_map_02_0

....

这边表很多，其中dataNode是我们里面对应的结点

 

mysql> select * from t_user_id_map where f_uid=196606999;

+-----------+---------+-----------+-----------+---------------------+---------------------+

| F_uid     | F_uname | F_enabled | F_user_id | F_create_time       | F_modify_time       |

+-----------+---------+-----------+-----------+---------------------+---------------------+

| 196606999 |         |         1 | 749331999 | 2014-04-04 14:46:58 | 2014-04-04 14:46:58 |

+-----------+---------+-----------+-----------+---------------------+---------------------+

1 row in set (0.04 sec)

这边配置的是按F_uid最后三位分库分表的，dbRuleList配置的是倒数2，3位，

tbRuleList配置的是最后1位

 

我们看下是怎么路由的

 

mysql> explain select * from t_user_id_map where f_uid=196606999;

+-----------+---------------------------------------------------------+

| DATA_NODE | SQL                                                     |

+-----------+---------------------------------------------------------+

| wmsDN[99] |  select * from t_user_id_map_99_9 where f_uid=196606999 |

+-----------+---------------------------------------------------------+

1 row in set (0.03 sec)

 

可以看到data_node --> wmsDN[99] ,分库位

t_user_id_map_99_9 对应的表

 

 

OK，先写到这里面，有什么问题随时欢迎交流！

 

     

评论

4 楼 hy2012_campus 2017-08-27  

请问 怎么在一个独立的系统中使用，分库分表了，我在外部的一个独立系统怎么配置使用。

3 楼 天塔上的猫 2016-07-13  

很棒的想法！

2 楼 zhbf5156 2016-01-05  

第一眼就觉得和cobar很像，是基于cobar二次开发的吗？

1 楼 atomduan 2014-05-24  

熊~，暴露什么了啊
[WARNING] Could not transfer metadata org.codehaus.mojo:build-helper-maven-plugin/maven-metadata.xml from/to baidu-nexus (http://maven.scm.baidu.com:8081/nexus/content/groups/public): Connection to http://maven.scm.baidu.com:8081 refused