杭州市规划建设网站,亚马逊雨林探险之旅作文,网页游戏排行榜开服表,机场网站建设文章目录 什么是ShardingSphere#xff0c;它的主要功能是什么#xff1f;ShardingSphere的核心模块有哪些#xff1f;他们是如何工作的#xff1f;ShardingSphere 的读写分离是如何实现的#xff1f;如何配置ShardingSphere的数据分片策略#xff1f;ShardingSphere支持… 文章目录 什么是ShardingSphere它的主要功能是什么ShardingSphere的核心模块有哪些他们是如何工作的ShardingSphere 的读写分离是如何实现的如何配置ShardingSphere的数据分片策略ShardingSphere支持水平分片和垂直分片吗请解释 它们的区别。什么是ShardingSphere的广播表什么是 ShardingSphere 的关联表ShardingSphere支持哪些分片算法ShardingSpehre 的分库分表功能是如何工作的ShardingSphere如何保证分布式事务一致性如何使用 ShardingSphere 进行数据加密 什么是ShardingSphere它的主要功能是什么 ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈主要由 JDBC、Proxy 组成。这两个产品均提供标准化的数据分片、分布式事务和数据库治理功能可适用于如 Java 同构、异构语言、云原生等各种多样化的应用场景。 ShardingSphere是一个功能强大的数据库中间件可用于解决分布式数据库架构中的多种挑战包括数据分片、读写分离、分布式事务、影子库、数据加密等从而提高了系统的性能、扩展性和可用性。 ShardingSphere 保留了非常多的功能扩展。通过使用 ShardingSphere开发者可以无需修改原有业务代码即可实现数据库的水平扩展和垂直拆分。 ShardingSphere 5.x 版本开始致力于可插拔架构项目的功能组件能够灵活的以可插拔的方式进行扩展从而满足更多定制化的需求。 另外ShardingSphere 还针对分库分表场景致力于设计并实现一整套分库分表的解决方案包括数据迁移、冷热数据分离等一系列的问题。 ShardingSphere的核心模块有哪些他们是如何工作的
ShardingSphere 是一个分布式数据库中间件它由多个核心模块组成包括 Sharding-JDBC、Sharding-Proxy 和 Sharding-Sidecar。 Sharding-JDBC 是 ShardingSphere 的核心模块之一它提供了一个轻量级的 Java 框架在 Java 的 JDBC 层提供额外的服务。使用客户端直连数据库以 jar 包形式提供服务无需额外部署和依赖可理解为增强版的 JDBC 驱动完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。Sharding-JDBC主要用于嵌入到应用程序中使应用程序能够透明地使用分片和读写分离功能而无需对应用程序进行大规模修改。Sharding-Proxy 是 ShardingSphere 的另一核心模块它以代理的形式部署在应用程序与数据库之间实现了对 SQL 的解析和改写以及请求的转发。用户无需修改任何应用程序代码只需通过配置文件或 API 接口进行分片规则设置即可实现数据分片和读写分离等功能。Sharding-Proxy主要用于需要将数据库访问透明地分片化的情况而不想在应用程序中引入Sharding-JDBC的情况。它也可以用于监控和审计数据库操作。Sharding-Sidecar 是 ShardingSphere 的规划中的第三个模块它将作为一个独立的微服务为用户提供更为灵活和强大的数据分片、分布式事务和数据治理等功能。Sarding-SideCar 主要用于云原生环境。 总体来说ShardingSphere 的三个核心模块通过相互配合共同实现了数据库的分片和分布式事务等功能的解决方案。开发人员可以根据其应用程序的要求选择合适的模块来集成ShardingSphere。这些模块共同为分布式数据库操作提供了更好的性能、可扩展性和可用性。 ShardingSphere 的读写分离是如何实现的 读写分离是ShardingSphere 的重要功能。主要负责将 SQL 语句根据他们的执行逻辑不同路由到不同的数据库中执行。读写分离功能只负责 SQL 路由而不负责不同数据库之间的数据同步。通常MySQL 的数据同步是通过 MySQL 主从集群机制完成。要在ShardingSphere中实现读写分离功能主要通过以下几个步骤 数据源配置首先在应用程序的配置中你需要配置多个数据库数据源包括主库用于写操作和多个从库用于读操作。每个数据源都有一个唯一的名称和连接信息。SQL解析当应用程序发送SQL查询请求时ShardingSphere的SQL 执行引擎会拦截并解析SQL语句。读写分离规则ShardingSphere通过读写分离规则来确定查询应该发送到主库还是从库。这些规则可以在配置文件中定义通常基于SQL的类型SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE来决定路由。路由查询根据读写分离规则Sharding-JDBC将查询请求路由到适当的数据源。如果是SELECT查询它将路由到一个从库如果是INSERT、UPDATE或DELETE操作它将路由到主库。这确保了写操作总是发送到主库而读操作可以发送到从库以分担主库的负载。执行查询一旦确定了目标数据源Sharding-JDBC会将查询请求转发到相应的数据库。主库用于写操作从库用于读操作。返回结果数据库执行查询后将结果返回给Sharding-JDBC然后Sharding-JDBC将结果返回给应用程序。 ShardingSphere的读写分离实现主要依赖于SQL解析和读写分离规则。通过解析SQL语句它能够识别查询类型并将其路由到适当的数据库数据源。这使得应用程序可以实现自动的读写分离从而提高了系统性能和负载均衡。开发人员只需配置好数据源和读写分离规则ShardingSphere会自动处理剩下的工作。具体的配置方式根据 ShardingSphere 版本不同会略有不同。 如何配置ShardingSphere的数据分片策略 在ShardingSphere中配置数据分片策略涉及到定义如何将数据分布到不同的数据库和表中以满足分库分表的需求。通常按照以下步骤来配置一个数据分片策略 配置数据源在 ShardingSphere 的配置文件中配置多个数据源每个数据源对应一个数据库实例。配置逻辑表 在配置文件中配置多个逻辑表。每个逻辑表对应一个或多个真实数据表。配置逻辑表的主键生成策略分库分表场景下主键不能由数据库本地生成所以通常会在 ShardingSphere 中配置主键生成策略用来在分布式场景下给逻辑表的每一条记录生成一个唯一的主键配置逻辑表的分库策略和分表策略分别配置逻辑表的分库策略和分表策略。在配置策略时一般先配置逻辑表的分片键也就是按哪个字段分片。然后配置对应的分片算法也就是按什么规则进行分片。常用的分片算法有取模算法、哈希算法等也可以自定义复杂算法。补充一些其他规则根据具体业务要求配置一些补充的规则。例如敏感数据加密、广播表、绑定表、影子库等。 ShardingSphere支持水平分片和垂直分片吗请解释 它们的区别。 ShardingSphere是支持水平分片和垂直分片的但它们的区别在于 垂直分片是在应用层面上进行的一种策略它主要是为了解决单台数据库性能瓶颈的问题将数据根据业务逻辑分类进行分片存储。每个表中的数据会被分散到不同的数据库中。它的优点是能够减轻单个库的负载压力方便数据维护等缺点是没有根本解决单库数据量过大、并发性高的性能瓶颈并且可能会产生跨服务的事务一致性问题。在应用模块间存在较强耦合关系的情况下这种策略可能更适合使用。水平分片是在数据库层面上进行的一种策略能够将数据根据某种规则分散至多个库或表中每个分片仅包含数据的一部分。例如可以根据某个字段或某几个字段如主键进行分片存储。这种策略可以有效地解决单库数据量过大、并发性高的性能瓶颈提高系统的稳定性和负载能力。水平分片在理论上突破了单机数据量处理的瓶颈并且扩展相对自由是分库分表的标准解决方案。 在实际应用中可以同时使用水平和垂直分片根据具体业务需求来设计复杂的分片策略以实现更好的性能、可扩展性和数据管理。ShardingSphere提供了支持这两种分片方式的功能以满足不同应用场景的需求。 什么是ShardingSphere的广播表 ShardingSphere的广播表是指存在于每个分片数据源中的表。这些表的结构和数据在每个数据库中都完全一致。这种表适用于数据量不大且需要与海量数据的表进行关联查询的场景例如字典表、省份信息等。对于广播表ShardingSphere不会对数据进行分片所有节点的数据都是完全一致的。当有新的插入、更新操作时它们会实时在所有节点上执行以保证各个分片的数据一致性。查询操作只需要从一个节点获取而不是从多个节点获取。同时广播表可以与任何一个表进行JOIN操作。在ShardingSphere中可以通过创建广播表的方式来实现广播表的功能。 在ShardingSphere中开发人员可以配置广播表使其在分片集群中自动生效。广播表的使用可以简化分布式系统中的数据管理确保全局数据的一致性同时降低了查询广播表的复杂性。 什么是 ShardingSphere 的关联表 ShardingSphere提供了关联表的功能主要解决在进行多表关联查询时容易出现的查询效率太低的问题。 具体来说关联表定义了一种映射关系将不同分片表的某些字段对应起来。这样在进行多表关联查询时ShardingSphere就可以通过这个映射关系将查询操作转换成分片表的本地查询操作。这样就可以避免跨节点、跨数据库的查询提高了查询效率。 例如如果有两个表订单表(t_order)和订单情表表(t_order_item)它们之间存在一个外键关联关系。我们可以定义一个关联规则将这两个表关联起来。当进行多表关联查询时ShardingSphere就会根据这个关联规则自动将分片键相同的表关联起来进行查询从而提高查询的效率。 ShardingSphere支持哪些分片算法 ShardingSphere支持多种分片算法主要包括 精确分片算法PreciseShardingAlgorithm用于处理使用单一键作为分片键的与IN进行分片的场景。范围分片算法RangeShardingAlgorithm用于处理使用单一键作为分片键的BETWEEN AND、、、、进行分片的场景。复合分片算法ComplexKeysShardingAlgorithm用于处理使用多键作为分片键进行分片的场景多个分片键的逻辑较复杂需要应用开发者自行处理其中的复杂度。提示分片算法HintShardingAlgorithm用于处理分片规则与 SQL 无关的场景。对于分片字段非SQL决定而由其他外置条件决定的场景可使用SQL Hint灵活的注入分片字段。 此外随着版本不断演进ShardingSphere还在不断丰富分片算法例如基于分片边界的范围分片算法BoundaryBasedRangeShardingAlgorithm、基于分片容量的范围分片算法VolumeBasedRangeShardingAlgorithm等。 ShardingSpehre 的分库分表功能是如何工作的 ShardingSphere 的分库分表功能主要通过如下几个步骤完成 配置管控ShardingSphere 需要解析复杂的配置信息并且支持将配置信息上传到第三方注册中心。SQL 解析将要执行的 SQL 语句解析成抽象语法树。SQL 路由根据解析上下文匹配数据库和表的分片策略并生成 SQL 的路由路径。SQL 优化用户只需要面向逻辑库和逻辑表来写SQL最终由ShardigSphere的改写引擎将SQL改写为在真实数据库中可以正确执行的语句。SQL改写分为正确性改写和优化改写。SQL 执行ShardingSphere 采用一套自动化的执行引擎负责将路由和改写完成之后的真实 SQL 安全且高效发送到底层数据源执行。结果归并将从各个数据节点获取的多数据结果集组合成为一个结果集并正确的返回至请求客户端。ShardingSphere 内部实现了流式归并和内存归并两种方案。 ShardingSphere 的分库分表功能使得应用程序能够透明地访问分布式数据库而无需关心具体的数据库分片细节。开发人员只需配置好数据源和分片规则ShardingSphere会自动处理数据的分布和查询路由。这有助于提高系统性能、可扩展性和可用性。 ShardingSphere如何保证分布式事务一致性 ShardingSphere 保证分布式事务一致性的方式主要有两种XA事务和柔性事务。 XA事务通过在准备阶段和提交阶段进行两阶段锁来保证分布式事务的一致性。在准备阶段ShardingSphere 会对所有的数据库节点进行锁定保证在事务执行过程中不会有其他操作干扰。在提交阶段ShardingSphere 会对所有的数据库节点进行提交或者回滚操作以保证事务的一致性。柔性事务则是通过BASE理论来实现的。BASE理论包括基本可用Basically Available、软状态Soft State和最终一致性EventualConsistency。在柔性事务中ShardingSphere 采用了柔性状态和最终一致性的理念允许短时间内不同步最终保证数据的一致性。 另外ShardingSphere 还提供了接入分布式事务的 SPI并针对性能要求较高、一致性要求较低的业务提供了基于柔性事务的方案。在整合Seata AT事务时ShardingSphere 通过扩展服务间的传输机制将Seata的全局事务上下文传递到分片执行引擎中从而保证了分布式事务的一致性。 总之ShardingSphere 通过XA事务和柔性事务两种方式来保证分布式事务的一致性。在实现过程中ShardingSphere 还提供了相应的工具类和抽象类方便开发者进行相关操作。 如何使用 ShardingSphere 进行数据加密 ShardingSphere 的数据加密功能配置主要分为以下步骤 数据源配置首先需要配置数据源信息包括数据源的名称、连接池等信息。加密算法配置在 ShardingSphere 中内置了一些常见的加密算法例如 AES、MD5、RC4、SM3 和 SM4用户可以选择其中一种或多种算法进行加解密操作。同时用户也可以通过实现 ShardingSphere 提供的接口来自定义加密算法。加密表配置该步骤主要用于配置数据表里哪个列为密文数据cipherColumn、使用什么算法进行加解密encryptorName、哪个列为辅助查询数据assistedQueryColumn、使用什么算法进行加解密assistedQueryEncryptorName、哪个列为明文数据plainColumn以及使用哪个列进行 SQL 编写logicColumn。 通过以上步骤用户可以完成 ShardingSphere 数据加密功能的配置。
