MyCat
數據庫分庫
垂直拆分
垂直分庫按照業務將項目中的數據庫表分成很多庫，比如：商品庫、用戶庫、訂單庫、系統庫……
水平拆分
水平拆分也叫數據分片
MyCat簡介
MyCat是一個數據庫代理中間件, 數據庫分片、讀寫分離等等可以使用mycat來解決,前身是阿里開源的一個cobar的項目
目標
低成本的將現有的單機數據庫和應用平滑遷移到“雲”端，解決數據存儲和業務規模迅速增長情況下的數據瓶頸問題。
如圖所示：MyCAT使用Mysql的通訊協議模擬成了一個Mysql服務器，並建立了完整的Schema（數據庫）、Table （數據表）、User(用戶)的邏輯模型，並將這套邏輯模型映射到後端的存儲節點DataNode（MySQL Instance）上的真實物理庫中，這樣一來，所有能使用Mysql的客戶端以及編程語言都能將MyCAT當成是Mysql Server來使用，不必開發新的客戶端協議。
MyCAT的關鍵特性支持 SQL 92標準
支持Mysql集羣，可以作爲Proxy使用
支持JDBC連接ORACLE、DB2、SQL Server，將其模擬爲MySQL Server使用
支持galera for mysql集羣，percona-cluster或者mariadb cluster，提供高可用性數據分片集羣
自動故障切換，高可用性
支持讀寫分離，支持Mysql雙主多從，以及一主多從的模式
支持全局表，數據自動分片到多個節點，用於高效表關聯查詢
支持獨有的基於E-R 關係的分片策略，實現了高效的表關聯查詢
多平臺支持，部署和實施簡單
MyCAT架構
MyCAT支持水平分片與垂直分片：
水平分片：一個表格的數據分割到多個節點上，按照行分隔。
垂直分片：一個數據庫中多個表格A，B，C，A存儲到節點1上，B存儲到節點2上，C存儲到節點3上。
分片策略
MyCAT通過定義表的分片規則來實現分片，每個表可以捆綁一個分片規則，每個分片規則指定一個分片字段並綁定一個函數，來實現動態分片算法。
1、Schema：邏輯庫，與MySQL中的Database（數據庫）對應，一個邏輯庫中定義了所包括的Table。
2、Table：表，即物理數據庫中存儲的某一張表，與傳統數據庫不同，這裏的表格需要聲明其所存儲的邏輯數據節點DataNode。在此可以指定表的分片規則。
3、DataNode：MyCAT的邏輯數據節點，是存放table的具體物理節點，也稱之爲分片節點，通過DataSource來關聯到後端某個具體數據庫上
4、DataSource：定義某個物理庫的訪問地址，用於捆綁到Datanode上
Mycat的下載及安裝
1. 下載：
wget http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
2. 解壓：
cd /usr/local/
tar -zxvf/root/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
3. 啓動：
/usr/local/mycat/bin/mycat start
/usr/local/mycat/bin/mycat status
4. 查看進程和端口
ps -ef | grep mycat
netstat -tunlp | grep 8066
5. 使用Navcat連接mycat
注意：可以使用mysql的客戶端直接連接mycat服務。默認服務端口爲8066
Mycat分片
需求
把商品表分片存儲到三個數據節點上。
環境規劃
mysql節點1環境
操作系統版本 : centos7.2
數據庫版本 : mysql-5.7
mycat版本 ：1.6 release
ip:192.168.25.134
mysql節點2環境
操作系統版本 : centos7.2
數據庫版本 : mysql-5.7
mycat版本 ：1.6 release
數據庫名 : db1、db3
ip:192.168.25.134
mysql節點3環境
操作系統版本 : centos7.2
數據庫版本 : mysql-5.7
mycat版本 ：1.6 release
數據庫名 : db2
ip:192.168.25.166
MyCat安裝到節點1上（需要安裝jdk）
使用二進制壓縮包安裝mysql
1. 下載mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz
2. 解壓
cd /usr/local/
tar -zxvf /root/mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz
ln-s mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64/ mysql
3. 創建mysql用戶和組
groupadd mysql
useradd mysql -gmysql -s /sbin/nologin -M
4. 初始化數據庫
cd /usr/local/mysql/bin/
./mysqld --initialize --basedir=/usr/local/mysql/--datadir=/usr/local/mysql/data --user=mysql
5. 修改mysql配置文件：
vim /etc/my.cnf
mkdir –p /var/log/mysql/
chmod -R777 /var/log/mysql/
chmod -R777 /usr/local/mysql
6. 啓動數據庫：
mkdir -p /var/log/mariadb
/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --skip-grant-tables &
7. 使用mysql命令行客戶端連接數據庫
./mysql -uroot-p'72VZp.rxRKpQ' -S/usr/local/mysql/mysql.sock
8. 登錄之後修改密碼
update mysql.user setauthentication_string=PASSWORD('123456') where User='root';
flush privileges;
quit;
9. 重新登錄
./mysql -uroot -S /usr/local/mysql/mysql.sock
SET PASSWORD = PASSWORD('123456')
update mysql.user set host='%' where host='localhost';
flush privileges;
10. 使用navcat工具連接mysql數據庫
注意：初始化mysql之後隨機產生一個密碼
配置schema.xml
Schema.xml作爲MyCat中重要的配置文件之一，管理着MyCat的邏輯庫、表、分片規則、DataNode以及DataSource。弄懂這些配置，是正確使用MyCat的前提。這裏就一層層對該文件進行解析。
schema 標籤用於定義MyCat實例中的邏輯庫
Table 標籤定義了MyCat中的邏輯表
dataNode 標籤定義了MyCat中的數據節點，也就是我們通常說所的數據分片。
dataHost標籤在mycat邏輯庫中也是作爲最底層的標籤存在，直接定義了具體的數據庫實例、讀寫分離配置和心跳語句。
注意：若是LINUX版本的MYSQL，則需要設置爲Mysql大小寫不敏感，否則可能會發生表找不到的問題。
在MySQL的配置文件中my.ini [mysqld] 中增加一行
lower_case_table_names = 1
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
<schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">
<!-- auto sharding by id (long) -->
<table name="TB_ITEM" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
<table name="TB_USER" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2" />
</schema>
<!-- dataNode是邏輯的，與dataHost關聯，dataHost代理物理的數據庫-->
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" />
<dataNode name="dn2" dataHost="localhost2" database="db2" />
<dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="db3" />
<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<!-- can have multi write hosts -->
<writeHost host="hostM1" url="172.18.14.113:3306" user="root" password="123456">
<!-- can have multi read hosts -->
</writeHost>
</dataHost>
<dataHost name="localhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<!-- can have multi write hosts -->
<writeHost host="hostM1" url="172.18.14.150:3306" user="root" password="123456">
<!-- can have multi read hosts -->
</writeHost>
</dataHost>
</mycat:schema>
配置server.xml
server.xml幾乎保存了所有mycat需要的系統配置信息。最常用的是在此配置用戶名、密碼及權限。
<user name="test">
<property name="password">test</property>
<property name="schemas">TESTDB</property>
<property name="readOnly">true</property>
</user>
配置路由規則rule.xml
rule.xml裏面就定義了我們對錶進行拆分所涉及到的規則定義。我們可以靈活的對錶使用不同的分片算法，或者對錶使用相同的算法但具體的參數不同。這個文件裏面主要有tableRule和function這兩個標籤。在具體使用過程中可以按照需求添加tableRule
和function。
此配置文件可以不用修改，使用默認即可。
測試分片
配置完畢後，重新啓動mycat。使用mysql客戶端連接mycat，創建表。
-- ----------------------------
-- Table structure for tb_item
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_item`;
CREATE TABLE `tb_item` (
`id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品id，同時也是商品編號',
`title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '商品標題',
`sell_point` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '商品賣點',
`price` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品價格，單位爲：分',
`num` int(10) NOT NULL COMMENT '庫存數量',
`barcode` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '商品條形碼',
`image` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '商品圖片',
`cid` bigint(10) NOT NULL COMMENT '所屬類目，葉子類目',
`status` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '商品狀態，1-正常，2-下架，3-刪除',
`created` datetime NOT NULL COMMENT '創建時間',
`updated` datetime NOT NULL COMMENT '更新時間',
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `cid` (`cid`),
KEY `status` (`status`),
KEY `updated` (`updated`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='商品表';
-- ----------------------------
-- Table structure for tb_user
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`;
CREATE TABLE `tb_user` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(50) NOT NULL COMMENT '用戶名',
`password` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密碼，加密存儲',
`phone` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '註冊手機號',
`email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '註冊郵箱',
`created` datetime NOT NULL,
`updated` datetime NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `username` (`username`) USING BTREE,
UNIQUE KEY `phone` (`phone`) USING BTREE,
UNIQUE KEY `email` (`email`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=37 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表';
插入數據；
分片測試
由於配置的分片規則爲“auto-sharding-long”，所以mycat會根據此規則自動分片。
每個datanode中保存一定數量的數據。根據id進行分片
經測試id範圍爲：
Datanode1：1~5000000
Datanode2：5000000~10000000
Datanode3：10000001~15000000
當15000000以上的id插入時報錯：
[Err] 1064 - can't find any valid datanode:TB_ITEM -> ID -> 15000001
此時需要添加節點了。
Mycat讀寫分離
數據庫讀寫分離對於大型系統或者訪問量很高的互聯網應用來說，是必不可少的一個重要功能。對於MySQL來說，標準的讀寫分離是主從模式，一個寫節點Master後面跟着多個讀節點，讀節點的數量取決於系統的壓力，通常是1-3個讀節點的配置
Mycat讀寫分離和自動切換機制，需要mysql的主從複製機制配合。
1、主DB server和從DB server數據庫的版本一致
2、主DB server和從DB server數據庫數據一致[ 這裏就會可以把主的備份在從上還原，也可以直接將主的數據目錄拷貝到從的相應數據目錄]
3、主DB server開啓二進制日誌,主DB server和從DB server的server_id都必須唯一
MySQL-Master配置：
第一步：修改my.conf文件：
在[mysqld]段下添加：
binlog-do-db=db1
binlog-ignore-db=mysql
#啓用二進制日誌
log-bin=mysql-bin
#服務器唯一ID，一般取IP最後一段
server-id=134第二步：重啓mysql服務
service mysqld restart
第三步：建立帳戶並授權slave
mysql>GRANT FILE ON *.* TO 'backup'@'%'IDENTIFIED BY '123456';
mysql>GRANT REPLICATION SLAVE,REPLICATION CLIENT ON *.* to 'backup'@'%' identified by '123456';
#一般不用root帳號，“%”表示所有客戶端都可能連，只要帳號，密碼正確，此處可用具體客戶端IP代替，如192.168.145.226，加強安全。
刷新權限
mysql> FLUSH PRIVILEGES;
查看mysql現在有哪些用戶
mysql>select user,host from mysql.user;
第四步：查詢master的狀態
mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB |Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 | 120 | db1 | mysql | |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set
MySQL-Slave配置
第一步：修改my.conf文件
[mysqld]
server-id=166第二步：配置從服務器
mysql>change master tomaster_host='192.168.25.134',master_port=3306,master_user='backup',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=120
注意語句中間不要斷開，master_port爲mysql服務器端口號(無引號)，master_user爲執行同步操作的數據庫賬戶，“120”無單引號(此處的120就是show master status 中看到的position的值，這裏的mysql-bin.000001就是file對應的值)。
第二步：啓動從服務器複製功能
Mysql>start slave;
第三步：檢查從服務器複製功能狀態：
mysql> show slave status
……………………(省略部分)
Slave_IO_Running: Yes //此狀態必須YES
Slave_SQL_Running: Yes //此狀態必須YES
……………………(省略部分)
注：Slave_IO及Slave_SQL進程必須正常運行，即YES狀態，否則都是錯誤的狀態(如：其中一個NO均屬錯誤)。
錯誤處理：
如果出現此錯誤：
Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have equal MySQL server UUIDs; these UUIDs must be different for replication to work.
因爲是mysql是克隆的系統所以mysql的uuid是一樣的，所以需要修改。
解決方法：
刪除/var/lib/mysql/auto.cnf文件，重新啓動服務。
以上操作過程，從服務器配置完成。
Mycat配置
Mycat 1.4 支持MySQL主從複製狀態綁定的讀寫分離機制，讓讀更加安全可靠，配置如下：
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" />
<dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="db2" />
<dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="db3" />
<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10"balance="1"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="2" slaveThreshold="100">
<heartbeat>show slave status</heartbeat>
<writeHost host="hostM" url="192.168.25.134:3306" user="root"
password="root">
<readHost host="hostS" url="192.168.25.166:3306" user="root"
password="root" />
</writeHost>
</dataHost>
(1)設置 balance="1"與writeType="0"
Balance參數設置：
1. balance=“0”, 所有讀操作都發送到當前可用的writeHost上。
2. balance=“1”，所有讀操作都隨機的發送到readHost。
3. balance=“2”，所有讀操作都隨機的在writeHost、readhost上分發
WriteType參數設置：
1.writeType=“0”, 所有寫操作都發送到可用的writeHost上。
2. writeType=“1”，所有寫操作都隨機的發送到readHost。
3. writeType=“2”，所有寫操作都隨機的在writeHost、readhost分上發。
“readHost是從屬於writeHost的，即意味着它從那個writeHost獲取同步數據，因此，當它所屬的writeHost宕機了，則它也不會再參與到讀寫分離中來，即“不工作了”，這是因爲此時，它的數據已經“不可靠”了。基於這個考慮，目前mycat 1.3和1.4版本中，若想支持MySQL一主一從的標準配置，並且在主節點宕機的情況下，從節點還能讀取數據，則需要在Mycat裏配置爲兩個writeHost並設置banlance=1。”
(2)設置 switchType="2"與slaveThreshold="100"
switchType 目前有三種選擇：
-1：表示不自動切換
1 ：默認值，自動切換
2 ：基於MySQL主從同步的狀態決定是否切換
“Mycat心跳檢查語句配置爲 show slave status ，dataHost 上定義兩個新屬性： switchType="2" 與slaveThreshold="100"，此時意味着開啓MySQL主從複製狀態綁定的讀寫分離與切換機制。Mycat心跳機制通過檢測 show slave status 中的"Seconds_Behind_Master", "Slave_IO_Running","Slave_SQL_Running" 三個字段來確定當前主從同步的狀態以及Seconds_Behind_Master主從複製時延。