【MySQL】读写分离

一.ShardingSphere

在介绍读写分离前，要先给介绍一下ShardingSphere。

Apache ShardingSphere 是一款分布式的数据库生态系统，可以将任意数据库转换为分布式数据库，并通过数据分片、弹性伸缩、加密等能力对原有数据库进行增强。

官网地址：Apache ShardingSphere

1.ShardingSphere-JDBC

ShardingSphere-JDBC 定位为轻量级 Java 框架，在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。

2.ShardingSphere-Proxy

ShardingSphere-Proxy 定位为透明化的数据库代理端，通过实现数据库二进制协议，对异构语言提供支持。

客户端可以像使用MySQL一样使用ShardingSphere-Proxy，包括命令行操作和程序访问。

3.ShardingSphere-Proxy 工作原理

ShardingSphere-proxy主要的作用是转发客户端对数据库的请求，并支持数据分片功能。其工作原理如下：

|--------------------------------------------------------------------|
| 客户端发送 SQL 语句到 ShardingSphere-proxy |
| ShardingSphere-proxy 接收 SQL 语句并解析操作类型，如SELECT，INSERT，UPDATE，DELETE |
| ShardingSphere-proxy 根据操作类型和分片规则将SQL转发到底层真实的数据库节点(可能是多个) |
| 底层真实数据库节点执行 SQL 语句，并将结果返回给 ShardingSphere-proxy |
| ShardingSphere-proxy 合并不同数据节点返回的数据，并将最终结果返回给客户端 |

4.安装ShardingSphere-Proxy

1）创建Docker容器

bash 复制代码

# 安装ShardingSphere镜像并启动容器
# 指定JVM参数：
# -e JJVM_OPTS="-Xms256m -Xmx256m -Xmn128m" 初始堆内存256m,量⼤堆内存256m,新⽣代内存128m
# 指定端⼝号：
# -e PORT=3308 端⼝号为3308
docker run -d \
-p 3307:3307 \
-v /shardingsphere/proxy/conf:/opt/shardingsphere-proxy/conf \
-v /shardingsphere/proxy/ext-lib:/opt/shardingsphere-proxy/ext-lib \
-v /shardingsphere/proxy/logs:/opt/shardingsphere-proxy/logs \
-e JVM_OPTS="-Xms256m -Xmx256m -Xmn128m" \
--name ss-proxy \
apache/shardingsphere-proxy:5.3.2

2）修改配置文件

将已有的conf目录下的文件复制到宿主机映射目录：

bash 复制代码

cp /opt/shardingsphere-proxy/conf/server.yaml /shardingsphere/proxy/conf/server.yaml

修改 conf/server.yaml：

bash 复制代码

mode:
    type: Standalone # 单机模式

authority: # 授权
    users: # 用户配置
        - user: root@% # 配置一个用户，用户名为root@%
          password: 123456 # 为用户指定密码
    privilege: # 权限
        type: ALL_PERMITTED # 授予用户所有权限

props: # 属性配置
    sql-show: true # 显⽰执⾏的SQL语句
    proxy-mysql-default-version: 8.0.38 # MySQL版本号

3）上传MySQL驱动

连接 MySQL 数据库时，需要把MySQL 驱动包放入宿主机映射扩展目录 /ext-lib 中。

下载链接：mysql-connector-j-8.0.33.jar 下载地址

4）启动

bash 复制代码

# 重新启动容器
docker restart ss-proxy

# 查看状态，启动成功
docker ps

# 进入容器
docker exec -it ss-proxy env LANG=C.UTF-8 /bin/bash

5）测试

二.应用场景

读写分离是一种提高数据库性能和可扩展性的常用策略，特别是在面对高并发、大数据量的场景时。它将数据库的操作分为读（查询）和写（更新、插入、删除）两部分，使主数据库（master）处理事务性操作（增、删、改），而从数据库（slave）处理查询操作。这种技术可以分散数据库的负载，提高系统的整体性能和稳定性。

当系统负载越来越大时，I/O作为整个系统的性能瓶颈就越来越明显，大量的数据库访问可能会把某个数据节点打爆（尤其是在单台数据库服务器的情况下），通过部署读写分离可以有效的解决单点故障问题并提升系统性能。

有以下需求时可以使用读写分离架构部署数据库服务：

|---------|--------------------------------------------------------------|
| 读多写少的场景 | 很多的应用程序都是读多写少的场景，读写分离可以将读请求分散到多个从服务器上，从而减轻主服务器的负担，显著提高读操作的性能 |
| 水平扩展 | 通过增加从服务器的数量，可以进一步扩展数据库的读能力，以应对不断增长的负载 |
| 故障转移 | 在主服务器发生故障时，可以快速将读和写操作切换到从服务器，保证服务的可用性 |
| 实时备份 | 从服务器也可以作为主服务器的实时备份节点，当主服务器发生故障时，可以快速恢复数据 |

这里采用一主两从的数据库集群架构

具体怎么设置可以看这篇文章：【MySQL】主从复制-CSDN博客

首先要确定好主从服务器是正常运行的。

三.配置文件

1.配置读写分离

修改 conf/database-readwrite-splitting.yaml 配置文件：

bash 复制代码

databaseName: proxy_db

dataSources:
  write_ds:
    url: jdbc:mysql://你的云服务器的IP地址:53306/test_db?characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&allowPublicKeyRetrieval=true&useSSL=false
    username: root
    password: 123456
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50
    minPoolSize: 1
  read_ds_0:
    url: jdbc:mysql://你的云服务器的IP地址:53307/test_db?characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&allowPublicKeyRetrieval=true&useSSL=false
    username: root
    password: 123456
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50
    minPoolSize: 1
  read_ds_1:
    url: jdbc:mysql://你的云服务器的IP地址:53308/test_db?characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai&allowPublicKeyRetrieval=true&useSSL=false
    username: root
    password: 123456
    connectionTimeoutMilliseconds: 30000
    idleTimeoutMilliseconds: 60000
    maxLifetimeMilliseconds: 1800000
    maxPoolSize: 50
    minPoolSize: 1

rules:
- !READWRITE_SPLITTING
  dataSources:
    readwrite_ds:
      staticStrategy:
        writeDataSourceName: write_ds
        readDataSourceNames:
          - read_ds_0
          - read_ds_1
      loadBalancerName: weight
  loadBalancers:
    random:
      type: RANDOM
    round_robin: 
      type: ROUND_ROBIN
    weight:
      type: WEIGHT
      props:                           
        read_ds_0: 2.0
        read_ds_1: 1.0

2.日志配置

新建 conf/logback.xml ，并编写以下内容：

XML 复制代码

<configuration>
    <!-- 日志输入到文件 -->
    <appender name="SHARDING_FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 日志路径 -->
        <file>./logs/shardingsphere.log</file>
        <encoder>
            <!-- 日志输入的样式 -->
            <pattern>[%-5level] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>shardingsphere.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
        </rollingPolicy>
    </appender>
 
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="SHARDING_FILE" />
    </root>
 
</configuration>