14 集群
14.1 集群的概念
- 如今随着互联网的发展，数据的量级也是成指数的增长，从GB到TB到PB。对数据的各种操作也是愈加的困难，传统的关系型数据库已经无法满足快速查询与插入数据的需求。一台数据库服务器已经无法满足海量数据的存储需求，所以由多台数据库构成的数据库集群成了必然的方式。不过，为了保证数据的一致性，查询效率等，同时又要解决多台服务器间的通信、负载均衡等问题。
- MyCat是一款数据库集群软件，是阿里曾经开源的知名产品——Cobar，简单的说，MyCAT就是：一个新颖的数据库中间件产品支持MySQL集群，提供高可用性数据分片集群。你可以像使用mysql一样使用mycat。对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。MyCat不单单是支持MySQL，像常用的关系型数据库Oracle、SqlServer都支持。
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14.2 集群的原理
- 我们来说个例子，大海捞针和一个水瓶里捞针，毋庸置疑水瓶里一定能更快找到针，因为它需要检索的范围更小。数据库集群也是如此原理，我们可以将一个数据量为300G的数据库数据平均拆分成3部分，每个数据库中只存储100G数据，此时用户搜索，先经过我们中间代理层，中间代理层同时发出3个请求执行查询，比如第1台返回100条数据，耗时3秒，第2台返回200条数据，耗时3秒，第3台返回500条数据，耗时3秒，此时中间件只需要在800条记录中进行筛选，即可检索出用户要的结果，此时耗时其实一共只有3秒，因为每台机器做运算的时候，都是同时执行。如果我们此时直接在300G的数据库查询，耗时10秒，那使用中间件进行集群的效率就非常明显
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- MyCat的实现流程和这个流程大致相似。MyCat自身不存储数据，但用户每次链接数据库的时候，直接连接MyCat即可.所以我们MyCat自身其实就是个逻辑数据库，它自身还有表结构，表结构叫逻辑表。
14.3 Mycat环境搭建
14.3.1 Mycat下载和安装
- 官网：
http://www.mycat.io/
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- 下载地址 :
http://dl.mycat.io/
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- 选择1.6.7.1的版本，下载到D盘，安装包入下图：
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-
上传：使用SecureCRT的SFTP命令，将文件发送到Linux虚拟机root目录下：
sftp> put D:\Mycat-server-1.6.7.1-release-20190627191042-linux.tar.gz -
解压：解压mycat.tar.gz并查看
tar -zxvf mycat.tar.gz cd mycat ll
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-
授权：设置mycat权限
chmod -R 777 mycat -
环境变量：配置环境变量
vi /etc/profile // 添加 export MYCAT_HOME=/root/mycat // 使环境变量生效 source /etc/profile -
启动mycat
// 进入bin目录 [root@localhost]# cd /root/mycat/bin // 执行启动命令 [root@localhost bin]# ./mycat start -
查看：检测端口监听状况，Mycat的端口号是8066
[root@localhost bin]# netstat -ant|grep 8066
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- 连接：使用SQLYog连接Mycat
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- 连接后显示：
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14.3.2 环境准备
- 配置模型
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- 克隆虚拟机
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-
修改配置网卡
- 在第二个虚拟机中，生成全新mac地址
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- 重启网络
// 重启网络
service network restart
//查看ip地址
ip addr
-
修改mysql配置文件,更改uuid
- 在第二个服务器上，修改mysql的uuid
// 编辑配置文件 vi /var/lib/mysql/auto.cnf // 将server-uuid更改 启动MySQL并查看
//将两台服务器的防火墙关闭
systemctl stop firewalld
//启动两台服务器的mysql
service mysqld restart
//启动两台服务器的mycat
cd /root/mycat/bin
./mycat restart
//查看监听端口
netstat -ant|grep 3306
netstat -ant|grep 8066
//使用sqlyog测试连接
14.4 主从复制
-
主从复制的概念
- 为了使用Mycat进行读写分离，我们先要配置MySQL数据库的主从复制。
- 从服务器自动同步主服务器的数据，从而达到数据一致。
- 进而，我们可以写操作时，只操作主服务器，而读操作，就可以操作从服务器了。
- 原理：主服务器在处理数据时，生成binlog日志，通过对日志的备份，实现从服务器的数据同步。
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-
主服务器的配置
- 在第一个服务器上，编辑mysql配置文件
// 编辑mysql配置文件 vi /etc/my.cnf //在[mysqld]下面加上： log-bin=mysql-bin # 开启复制操作 server-id=1 # master is 1 innodb_flush_log_at_trx_commit=1 sync_binlog=1- 登录mysql，创建用户并授权
// 登录mysql mysql -u root -p // 去除密码权限 SET GLOBAL validate_password_policy=0; SET GLOBAL validate_password_length=1; // 创建用户 CREATE USER 'hm'@'%' IDENTIFIED BY 'itheima'; // 授权 GRANT ALL ON *.* TO 'hm'@'%';- 重启mysql服务，登录mysql服务
// 重启mysql service mysqld restart // 登录mysql mysql -u root -p- 查看主服务器的配置
// 查看主服务器配置 show master status;
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-
从服务器的配置
- 在第二个服务器上，编辑mysql配置文件
// 编辑mysql配置文件 vi /etc/my.cnf // 在[mysqld]下面加上： server-id=2- 登录mysql
// 登录mysql mysql -u root -p // 执行 use mysql; drop table slave_master_info; drop table slave_relay_log_info; drop table slave_worker_info; drop table innodb_index_stats; drop table innodb_table_stats; source /usr/share/mysql/mysql_system_tables.sql;- 重启mysql，重新登录，配置从节点
// 重启mysql service mysqld restart // 重新登录mysql mysql -u root -p // 执行 change master to master_host='主服务器ip地址',master_port=3306,master_user='hm',master_password='itheima',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=4642;- 重启mysql，重新登录，开启从节点
// 重启mysql service mysqld restart // 重新登录mysql mysql -u root -p // 开启从节点 start slave; // 查询结果 show slave status\G; //Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running都为yes才表示同步成功。
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-
测试
- sqlyog连接主服务器
-- 主服务器创建db1数据库,从服务器会自动同步 CREATE DATABASE db1;- sqlyog连接从服务器
-- 从服务器创建db2数据库,主服务器不会自动同步 CREATE DATABASE db2; 启动失败的解决方案
启动失败：Slave_IO_Running为 NO
方法一:重置slave
slave stop;
reset slave;
start slave ;
方法二:重设同步日志文件及读取位置
slave stop;
change master to master_log_file=’mysql-bin.000001’, master_log_pos=1;
start slave ;
14.5 读写分离
-
读写分离的概念
- 写操作只写入主服务器，读操作读取从服务器。
-
在主服务器上修改server.xml
- user标签主要用于定义登录mycat的用户和权限。如上面定义用户名mycat和密码123456，该用户可以访问的schema的HEIMADB逻辑库。
<user name="root" defaultAccount="true">
<property name="password">123456</property>
<property name="schemas">HEIMADB</property>
<!-- 表级 DML 权限设置 -->
<!--
<privileges check="false">
<schema name="TESTDB" dml="0110" >
<table name="tb01" dml="0000"></table>
<table name="tb02" dml="1111"></table>
</schema>
</privileges>
-->
</user>
- 在主服务器上修改schema.xml
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
<schema name="HEIMADB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn1"></schema>
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" />
<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="1"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<!-- 主服务器进行写操作 -->
<writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root"
password="itheima">
<!-- 从服务器负责读操作 -->
<readHost host="hostS1" url="192.168.203.135:3306" user="root" password="itheima" />
</writeHost>
</dataHost>
</mycat:schema>
-
配置详解
schema标签逻辑库的概念和mysql数据库中Datebase的概念相同，我们在查询这两个逻辑库中的表的时候，需要切换到该逻辑库下才可以查到所需要的表。
dataNode属性：该属性用于绑定逻辑库到某个具体的database上。
dataNode标签： dataNode标签定义了mycat中的数据节点，也就是数据分片。一个dataNode标签就是一个独立的数据分片。
name属性：定义数据节点的名字，这个名字需要是唯一的，我们需要在table标签上应用这个名字，来建立表与分片对应的关系。
dataHost属性：该属性用于定义该分片属于那个数据库实例，属性值是引用datahost标签定义的name属性。
database属性：该属性用于定义该分片属于那个具体数据库实例上的具体库，因为这里使用两个纬度来定义分片，就是：实例+具体的库。因为每个库上建立的表和表结构是一样的。所以这样做就可以轻松的对表进行水平拆分。
dataHost标签：该标签在mycat逻辑库中也是作为最底层的标签存在，直接定义了具体的数据库实例、读写分离配置和心跳语句。
balance属性： 负载均衡类型
balance=0: 不开启读写分离，所有读操作都发送到当前可用的writeHost上。
balance=1: 全部的readHost与Stand by writeHost都参与select语句的负载均衡
balance=2: 所有的读操作都随机在writeHost，readHost上分发。
balance=3: 所有的读请求都随机分配到writeHost对应的readHost上执行，writeHost不负担读压力。switchType属性：
-1：表示不自动切换。
1 ：默认值，表示自动切换
2：表示基于MySQL主从同步状态决定是否切换，心跳语句： show slave status.
3:表示基于mysql galary cluster的切换机制，适合mycat1.4之上的版本，心跳语句show status like "%esrep%";-
writeHost标签，readHost标签：这两个标签指定后端数据库的相关配置给mycat，用于实例化后端连接池。唯一不同的是，writeHost指定写实例、readHost指定读实例，组合这些读写实例来满足系统的要求。
- host属性：用于标识不同的实例，对于writehost，一般使用M1；对于readhost一般使用S1.
- url属性：后端实例连接地址，如果使用native的dbDriver，则一般为address:port这种形式，用JDBC或其他的dbDriver，则需要特殊指定。当使用JDBC时则可以这么写：jdbc:mysql://localhost:3306/。
- user属性：后端存储实例的用户名。
- password属性：后端存储实例的密码
-
测试
- 重启主服务器的mycat
// 重启mycat cd /root/mycat/bin ./mycat restart // 查看端口监听 netstat -ant|grep 8066- sqlyog连接mycat
-- 创建学生表 CREATE TABLE student( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(10) ); -- 查询学生表 SELECT * FROM student; -- 添加两条记录 INSERT INTO student VALUES (NULL,'张三'),(NULL,'李四'); -- 停止主从复制后，添加的数据只会保存到主服务器上。 INSERT INTO student VALUES (NULL,'王五');- sqlyog连接主服务器
-- 主服务器：查询学生表，可以看到数据 SELECT * FROM student;- sqlyog连接从服务器
-- 从服务器：查询学生表，可以看到数据(因为有主从复制) SELECT * FROM student; -- 从服务器：删除一条记录。(主服务器并没有删除，mycat中间件查询的结果是从服务器的数据) DELETE FROM student WHERE id=2;
14.6 分库分表
-
分库分表的概念
- 将庞大的数据进行拆分
- 水平拆分：根据表的数据逻辑关系，将同一表中的数据按照某种条件，拆分到多台数据库服务器上，也叫做横向拆分。例如：一张1000万的大表，按照一模一样的结构，拆分成4个250万的小表，分别保存到4个数据库中。
- 垂直拆分：根据业务的维度，将不同的表切分到不同的数据库之上，也叫做纵向拆分。例如：所有的订单都保存到订单库中，所有的用户都保存到用户库中，同类型的表保存在同一库，不同的表分散在不同的库中。
-
Mycat水平拆分
-
修改主服务器的server.xml
-
0：本地文件方式
在mycat/conf/sequence_conf.properties文件中：
GLOBAL.MINDI=10000最小值
GLOBAL.MAXID=20000最大值，建议修改到9999999999 -
1：数据库方式
分库分表中保证全局主键自增唯一，但是需要执行mycat函数，配置sequence_db_conf.properties
-
2：时间戳方式
mycat实现的时间戳，建议varchar类型，要注意id的长度
-
<!-- 修改主键的方式 --> <property name="sequnceHandlerType">0</property>- 修改主服务器的sequence_conf.properties
#default global sequence GLOBAL.HISIDS= # 可以自定义关键字 GLOBAL.MINID=10001 # 最小值 GLOBAL.MAXID=20000 # 最大值 GLOBAL.CURID=10000- 修改主服务器的schema.xml
- table标签定义了逻辑表，所有需要拆分的表都需要在这个标签中定义。
- rule属性：拆分规则。mod-long是拆分规则之一，主键根据服务器数量取模，在rule.xml中指定。如果是3个数据库，那么数据取模后，平均分配到三个库中。
- name属性：定义逻辑表的表名，这个名字就如同在数据库中执行create table命令指定的名字一样，同一个schema标签中定义的表名必须是唯一的。
- dataNode属性： 定义这个逻辑表所属的dataNode，该属性的值需要和dataNode标签中name属性的值相互对应。
<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd"> <mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/"> <schema name="HEIMADB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"> <table name="product" primaryKey="id" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="mod-long"/> </schema> <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="1" slaveThreshold="100"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <!-- write --> <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="itheima"> <!-- read --> <readHost host="hostS1" url="192.168.203.135:3306" user="root" password="itheima" /> </writeHost> </dataHost> </mycat:schema>- 修改主服务器的rule.xml
<function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod"> <!-- 数据库的数量 --> <property name="count">3</property> </function>-
测试
- mycat操作
-- 创建product表 CREATE TABLE product( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(20), price INT ); -- 添加6条数据 INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'苹果手机',6999); INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'华为手机',5999); INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'三星手机',4999); INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'小米手机',3999); INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'中兴手机',2999); INSERT INTO product(id,NAME,price) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'OOPO手机',1999); -- 查询product表 SELECT * FROM product;- 主服务器操作
-- 在不同数据库中查询product表 SELECT * FROM product;- 从服务器操作
-- 在不同数据库中查询product表 SELECT * FROM product;
-
-
Mycat垂直拆分
- 修改主服务器的schema
<?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd"> <mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/"> <schema name="HEIMADB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"> <table name="product" primaryKey="id" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="mod-long"/> <!-- 动物类数据表 --> <table name="dog" primaryKey="id" autoIncrement="true" dataNode="dn4" /> <table name="cat" primaryKey="id" autoIncrement="true" dataNode="dn4" /> <!-- 水果类数据表 --> <table name="apple" primaryKey="id" autoIncrement="true" dataNode="dn5" /> <table name="banana" primaryKey="id" autoIncrement="true" dataNode="dn5" /> </schema> <dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" /> <dataNode name="dn2" dataHost="localhost1" database="db2" /> <dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="db3" /> <dataNode name="dn4" dataHost="localhost1" database="db4" /> <dataNode name="dn5" dataHost="localhost1" database="db5" /> <dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100"> <heartbeat>select user()</heartbeat> <!-- write --> <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="itheima"> <!-- read --> <readHost host="hostS1" url="192.168.203.135:3306" user="root" password="itheima" /> </writeHost> </dataHost> </mycat:schema>-
测试
- sqlyog连接mycat
-- 创建dog表 CREATE TABLE dog( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(10) ); -- 添加数据 INSERT INTO dog(id,NAME) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'哈士奇'); -- 查询dog表 SELECT * FROM dog; -- 创建cat表 CREATE TABLE cat( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(10) ); -- 添加数据 INSERT INTO cat(id,NAME) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'波斯猫'); -- 查询cat表 SELECT * FROM cat; -- 创建apple表 CREATE TABLE apple( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(10) ); -- 添加数据 INSERT INTO apple(id,NAME) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'红富士'); -- 查询apple表 SELECT * FROM apple; -- 创建banana表 CREATE TABLE banana( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, NAME VARCHAR(10) ); -- 添加数据 INSERT INTO banana(id,NAME) VALUES (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_GLOBAL,'香蕉'); -- 查询banana表 SELECT * FROM banana;- sqlyog连接主服务器
-- 查询dog表 SELECT * FROM dog; -- 查询cat表 SELECT * FROM cat; -- 查询apple表 SELECT * FROM apple; -- 查询banana表 SELECT * FROM banana;- sqlyog连接从服务器
-- 查询dog表 SELECT * FROM dog; -- 查询cat表 SELECT * FROM cat; -- 查询apple表 SELECT * FROM apple; -- 查询banana表 SELECT * FROM banana;
