原创

ShardingSphere的核心概念

1、逻辑表
水平拆分的数据库(表)的相同逻辑和数据结构表的总称。例:订单数据根据主键尾数拆分为10张表,分别是`t_order_0`到`t_order_9`,他们的逻辑表名为`t_order`。

2、真实表
在分片的数据库中真实存在的物理表。即上个示例中的`t_order_0`到`t_order_9`。

3、数据节点
数据分片的最小单元。由数据源名称和数据表组成,例:`ds_0.t_order_0`。

4、绑定表
指分片规则一致的主表和子表。例如:`t_order`表和`t_order_item`表,均按照`order_id`分片,则此两张表互为绑定表关系。绑定表之间的多表关联查询不会出现笛卡尔积关联,关联查询效率将大大提升。举例说明,如果SQL为:
SELECT i.* FROM t_order o JOIN t_order_item i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
在不配置绑定表关系时,假设分片键`order_id`将数值10路由至第0片,将数值11路由至第1片,那么路由后的SQL应该为4条,它们呈现为笛卡尔积:
SELECT i.* FROM t_order_0 o JOIN t_order_item_0 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
SELECT i.* FROM t_order_0 o JOIN t_order_item_1 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
SELECT i.* FROM t_order_1 o JOIN t_order_item_0 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
SELECT i.* FROM t_order_1 o JOIN t_order_item_1 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);

在配置绑定表关系后,路由的SQL应该为2条:
SELECT i.* FROM t_order_0 o JOIN t_order_item_0 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
SELECT i.* FROM t_order_1 o JOIN t_order_item_1 i ON o.order_id=i.order_id WHERE o.order_id in (10, 11);
其中`t_order`在FROM的最左侧,ShardingSphere将会以它作为整个绑定表的主表。 所有路由计算将会只使用主表的策略,那么`t_order_item`表的分片计算将会使用`t_order`的条件。故绑定表之间的分区键要完全相同。

5、广播表
指所有的分片数据源中都存在的表,表结构和表中的数据在每个数据库中均完全一致。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。

6、分片键
用于分片的数据库字段,是将数据库(表)水平拆分的关键字段。例:将订单表中的订单主键的尾数取模分片,则订单主键为分片字段。 SQL中如果无分片字段,将执行全路由,性能较差。 除了对单分片字段的支持,ShardingSphere也支持根据多个字段进行分片。

7、分片算法
通过分片算法将数据分片,支持通过`=`、`>=`、`<=`、`>`、`<`、`BETWEEN`和`IN`分片。分片算法需要应用方开发者自行实现,可实现的灵活度非常高。
目前提供4种分片算法。由于分片算法和业务实现紧密相关,因此并未提供内置分片算法,而是通过分片策略将各种场景提炼出来,提供更高层级的抽象,并提供接口让应用开发者自行实现分片算法。
- 精确分片算法
对应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。需要配合StandardShardingStrategy使用。
- 范围分片算法
对应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。需要配合StandardShardingStrategy使用。
- 复合分片算法
对应ComplexKeysShardingAlgorithm,用于处理使用多键作为分片键进行分片的场景,包含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。需要配合ComplexShardingStrategy使用。
- Hint分片算法
对应HintShardingAlgorithm,用于处理使用Hint行分片的场景。需要配合HintShardingStrategy使用。

8、分片策略
包含分片键和分片算法,由于分片算法的独立性,将其独立抽离。真正可用于分片操作的是分片键 + 分片算法,也就是分片策略。目前提供5种分片策略。
- 标准分片策略
对应StandardShardingStrategy。提供对SQL语句中的=, >, <, >=, <=, IN和BETWEEN AND的分片操作支持。StandardShardingStrategy只支持单分片键,提供PreciseShardingAlgorithm和RangeShardingAlgorithm两个分片算法。PreciseShardingAlgorithm是必选的,用于处理=和IN的分片。RangeShardingAlgorithm是可选的,用于处理BETWEEN AND, >, <, >=, <=分片,如果不配置RangeShardingAlgorithm,SQL中的BETWEEN AND将按照全库路由处理。
- 复合分片策略
对应ComplexShardingStrategy。复合分片策略。提供对SQL语句中的=, >, <, >=, <=, IN和BETWEEN AND的分片操作支持。ComplexShardingStrategy支持多分片键,由于多分片键之间的关系复杂,因此并未进行过多的封装,而是直接将分片键值组合以及分片操作符透传至分片算法,完全由应用开发者实现,提供最大的灵活度。
- 行表达式分片策略
对应InlineShardingStrategy。使用Groovy的表达式,提供对SQL语句中的=和IN的分片操作支持,只支持单分片键。对于简单的分片算法,可以通过简单的配置使用,从而避免繁琐的Java代码开发,如: `t_user_$->{u_id % 8}` 表示t_user表根据u_id模8,而分成8张表,表名称为`t_user_0`到`t_user_7`。
- Hint分片策略
对应HintShardingStrategy。通过Hint指定分片值而非从SQL中提取分片值的方式进行分片的策略。
- 不分片策略
对应NoneShardingStrategy。不分片的策略。

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