SpringBoot 2.2.5 整合Sharding-JDBC

作者: 天不生我小金 | 来源:发表于2021-11-30 17:33 被阅读0次

前言：该博客主要是记录自己学习的过程，方便以后查看，当然也希望能够帮到大家。

说明

顶顶大名的分库分表中间件，废话不多说，官网地址：https://shardingsphere.apache.org/
本文中数据库用的是mysql5.7，并且实现了一主一从。
场景是订单表的分表，并且要支持只根据user_id进行查询的场景，所以要将用户的标识信息放到主键order_id中，这样才能既能只根据主键order_id进行查询，又能只根据user_id进行查询。
顺便支持一下主从分离，这个比较简单，加一下配置即可
完整代码地址在结尾！！

官方简介

定位为轻量级Java框架，在Java的JDBC层提供的额外服务。它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。
适用于任何基于JDBC的ORM框架，如：JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template或直接使用JDBC。
支持任何第三方的数据库连接池，如：DBCP, C3P0, BoneCP, Druid, HikariCP等。
支持任意实现JDBC规范的数据库。目前支持MySQL，Oracle，SQLServer，PostgreSQL以及任何遵循SQL92标准的数据库。

image.png

第一步，在pom.xml加入依赖，如下

<!-- MySQL驱动 -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<!-- mybatisPlus 核心库 -->
<dependency>
    <groupId>com.baomidou</groupId>
    <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
    <version>3.3.1</version>
</dependency>
<!-- sharding-jdbc -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
    <artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>4.1.1</version>
</dependency>
<!-- hutool工具 -->
<dependency>
    <groupId>cn.hutool</groupId>
    <artifactId>hutool-all</artifactId>
    <version>5.7.5</version>
</dependency>

注：

本文的ORM框架使用的是MyBatis-Plus。
hutool工具用于生成自定义id。

第二步，在application.yml配置shardingsphere，mybatis-plus相关配置

spring:
  application:
    name: shardingjdbc-demo-server
  shardingsphere:
    datasource:
      # 数据源
      names: master,salve
      master:
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        password: root
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        jdbc-url: jdbc:mysql://xxx:3306/db1
        username: root
      salve:
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        password: root
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        jdbc-url: jdbc:mysql://xxx:3306/db2
        username: root
    sharding:
      # 主从分离
      master-slave-rules:
        master:
          master-data-source-name: master
          slave-data-source-names: salve
      # 表分片
      tables:
        my_order:
          # 主表分片规则表名
          actual-data-nodes: master.my_order_$->{0..3}
          # 主键策略
#          key-generator:
#            column: id
#            type: MyShardingKeyGenerator
          table-strategy:
            # 行表达式分片
#            inline:
#              algorithm-expression: order_$->{id.longValue() % 4}
#              sharding-column: id
            # 标准分片
#            standard:
#              sharding-column: id
              # 指定自定义分片算法类的全路径
#              precise-algorithm-class-name: com.jinhx.shardingjdbc.config.MyPreciseShardingAlgorithm
            # 复合分片
            complex:
              # 分片键
              sharding-columns: order_id,user_id
              # 指定自定义分片算法类的全路径
              algorithm-class-name: com.jinhx.shardingjdbc.config.MyComplexKeysShardingAlgorithm
#          defaultTableStrategy:
    # 打开sql控制台输出日志
    props:
      sql:
        show: true

# mybatis-plus相关配置
mybatis-plus:
  # xml扫描，多个目录用逗号或者分号分隔（告诉 Mapper 所对应的 XML 文件位置）
  mapper-locations: classpath:com/jinhx/shardingjdbc/mapper/xml/*.xml
  # 别名包扫描路径，通过该属性可以给包中的类注册别名
  type-aliases-package: com.jinhx.shardingjdbc.entity
  configuration:
    # 不开启二级缓存
    cache-enabled: false
    # 是否开启自动驼峰命名规则映射:从数据库列名到Java属性驼峰命名的类似映射
    map-underscore-to-camel-case: true
    # 如果查询结果中包含空值的列，则 MyBatis 在映射的时候，不会映射这个字段
    call-setters-on-nulls: true
    # 这个配置会将执行的sql打印出来，在开发或测试的时候可以用
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

server:
  port: 8093

第三步，在主库创建数据库db1，创建订单表，如下

说明

本文不进行分库，只分4个表，分别为my_order_0，my_order_1，my_order_2，my_order_3

sql

CREATE DATABASE db1;

use db1;

create table my_order_0
(
    order_id bigint not null comment '订单id主键'
        primary key,
    user_id  bigint not null comment '用户id',
    money    bigint not null comment '金额'
)
    comment '用户订单表';

## 其他表结构一致，此处省略

第四步，创建表操作相应类

使用mybatis-plus的代码生成器对数据库的表生成相应的类，不懂的请参考另外一篇文章-SpringBoot 2.2.5 整合MyBatis-Plus 3.3.1 详细教程，配置多数据源并支持事务，附带代码生成器使用教程
手动创建，包括Order，IOrderService，OrderServiceImpl等，如下

Order

package com.jinhx.shardingjdbc.entity;

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import com.jinhx.shardingjdbc.util.SnowFlakeUtil;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.experimental.Accessors;

import java.io.Serializable;
import java.util.Objects;

/**
 * Order
 *
 * @author jinhx
 * @since 2021-07-27
 */
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@TableName("my_order")
public class Order implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * 分表的数量，一定要2的n次方
     */
    public static final int TABLE_COUNT = 4;

    /**
     * 订单id主键
     */
    @TableId(type = IdType.INPUT)
    private Long orderId;

    /**
     * 用户id
     */
    private Long userId;

    /**
     * 金额
     */
    private Long money;

    public void buildOrderId(){
        if (Objects.isNull(this.userId)){
            throw new RuntimeException("userId为空，无法生成orderId");
        }
        this.orderId = SnowFlakeUtil.getSnowflakeId(SnowFlakeUtil.getDataCenterId(this.userId) & (TABLE_COUNT - 1));
    }

    public void buildUserId(Integer dataCenterId){
        if (Objects.isNull(dataCenterId)){
            throw new RuntimeException("dataCenterId为空，无法生成userId");
        }
        this.userId = SnowFlakeUtil.getSnowflakeId(dataCenterId & (TABLE_COUNT - 1));
    }

}

IOrderService

package com.jinhx.shardingjdbc.service;

import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;
import com.jinhx.shardingjdbc.entity.Order;

import java.util.List;

/**
 * IOrderService
 *
 * @author jinhx
 * @since 2021-07-27
 */
public interface IOrderService extends IService<Order> {

    /**
     * 根据orderIds查询
     *
     * @param orderIds orderIds
     * @return List<Order>
     */
    List<Order> selectByOrderIds(List<Long> orderIds);

    /**
     * 根据userIds查询
     *
     * @param userIds userIds
     * @return List<Order>
     */
    List<Order> selectByUserIds(List<Long> userIds);

    /**
     * 批量插入
     *
     * @param orders orders
     */
    void insertOrders(List<Order> orders);

}

OrderServiceImpl

package com.jinhx.shardingjdbc.service.impl;

import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.LambdaQueryWrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.core.toolkit.CollectionUtils;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.jinhx.shardingjdbc.entity.Order;
import com.jinhx.shardingjdbc.mapper.OrderMapper;
import com.jinhx.shardingjdbc.service.IOrderService;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.util.List;

/**
 * OrderServiceImpl
 *
 * @author jinhx
 * @since 2021-07-27
 */
@Service
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements IOrderService {

    /**
     * 根据orderIds查询
     *
     * @param orderIds orderIds
     * @return List<Order>
     */
    @Override
    public List<Order> selectByOrderIds(List<Long> orderIds) {
        return baseMapper.selectBatchIds(orderIds);
    }

    /**
     * 根据userIds查询
     *
     * @param userIds userIds
     * @return List<Order>
     */
    @Override
    public List<Order> selectByUserIds(List<Long> userIds) {
        return baseMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<Order>()
                .in(CollectionUtils.isNotEmpty(userIds), Order::getUserId, userIds));
    }

    /**
     * 批量插入
     *
     * @param orders orders
     */
    @Override
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void insertOrders(List<Order> orders) {
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(orders)){
            if (orders.stream().mapToInt(item -> baseMapper.insert(item)).sum() != orders.size()){
                log.error("批量插入order表失败 orders={}" + orders);
                throw new RuntimeException("批量插入order表失败");
            }
        }
    }

}

第五步，配置MybatisPlus，如下

1. 在启动类MybatisplusApplication新增@MapperScan注解，里面写入生成的文件中的mapper存放的路径，用于扫描mapper文件。

package com.jinhx.shardingjdbc;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@MapperScan("com.jinhx.shardingjdbc.mapper")
@SpringBootApplication
public class ShardingjdbcApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShardingjdbcApplication.class, args);
    }

}

2. 创建MybatisPlus配置类，MybatisPlusConfig，主要是配置一些插件的使用，此步可省略

package com.jinhx.shardingjdbc.config;

import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.PaginationInterceptor;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.pagination.optimize.JsqlParserCountOptimize;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

/**
 * Mybatis-Plus配置类
 *
 * @author jinhx
 * @since 2021-07-27
 */
@EnableTransactionManagement
@Configuration
public class MybatisPlusConfig {

    /**
     * mybatis-plus SQL执行效率插件【生产环境可以关闭】，设置 dev test 环境开启
     */
//    @Bean
//    @Profile({"dev", "qa"})
//    public PerformanceInterceptor performanceInterceptor() {
//        PerformanceInterceptor performanceInterceptor = new PerformanceInterceptor();
//        performanceInterceptor.setMaxTime(1000);
//        performanceInterceptor.setFormat(true);
//        return performanceInterceptor;
//    }

    /**
     * 分页插件
     */
    @Bean
    public PaginationInterceptor paginationInterceptor() {
        PaginationInterceptor paginationInterceptor = new PaginationInterceptor();
        // 设置请求的页面大于最大页后操作， true调回到首页，false 继续请求  默认false
         paginationInterceptor.setOverflow(false);
        // 设置最大单页限制数量，默认 500 条，-1 不受限制
         paginationInterceptor.setLimit(500);
        // 开启 count 的 join 优化,只针对部分 left join
        paginationInterceptor.setCountSqlParser(new JsqlParserCountOptimize(true));
        return paginationInterceptor;
    }
}

第六步，创建自定义复合分片算法类MyComplexKeysShardingAlgorithm，注意自己替换application.yml里面的全路径

package com.jinhx.shardingjdbc.config;

import com.jinhx.shardingjdbc.util.SnowFlakeUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.collections4.CollectionUtils;
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.complex.ComplexKeysShardingAlgorithm;
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.complex.ComplexKeysShardingValue;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.Objects;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 配置Sharding-JDBC复合分片算法
 * 根据id和age计算，来确定是路由到那个表中
 * 目前处理 = 和 in 操作，其余的操作，比如 >、< 等范围操作均不支持。
 *
 * @author jinhx
 * @since 2021-07-27
 */
@Slf4j
public class MyComplexKeysShardingAlgorithm implements ComplexKeysShardingAlgorithm<Long> {

    /**
     * orderId
     */
    private static final String COLUMN_ORDER_ID = "order_id";

    /**
     * userId
     */
    private static final String COLUMN_USER_ID = "user_id";

    /**
     * 重写复合分片算法
     */
    @Override
    public Collection<String> doSharding(Collection<String> availableTargetNames, ComplexKeysShardingValue<Long> shardingValue) {
        if (!shardingValue.getColumnNameAndRangeValuesMap().isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("条件全部为空，无法路由到具体的表，暂时不支持范围查询");
        }

        // 获取orderId
        Collection<Long> orderIds = shardingValue.getColumnNameAndShardingValuesMap().getOrDefault(COLUMN_ORDER_ID, new ArrayList<>(1));
        // 获取userId
        Collection<Long> userIds = shardingValue.getColumnNameAndShardingValuesMap().getOrDefault(COLUMN_USER_ID, new ArrayList<>(1));

        if (CollectionUtils.isEmpty(orderIds) && CollectionUtils.isEmpty(userIds)) {
            throw new RuntimeException("orderId，userId字段同时为空，无法路由到具体的表，暂时不支持范围查询");
        }

        // 获取最终要查询的表后缀序号的集合，入参顺序不能颠倒
        List<Integer> tableNos = getTableNoList(orderIds, userIds);

        return tableNos.stream()
                // 对可用的表数量求余数，获取到真实的表的后缀
//                .map(idSuffix -> String.valueOf(idSuffix % availableTargetNames.size()))
                // 拼接获取到真实的表
                .map(tableSuffix -> availableTargetNames.stream().filter(targetName -> targetName.endsWith(String.valueOf(tableSuffix))).findFirst().orElse(null))
                .filter(Objects::nonNull)
                .collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * 获取最终要查询的表后缀序号的集合
     *
     * @param orderIds orderId字段集合
     * @param userIds userId字段集合
     * @return 最终要查询的表后缀序号的集合
     */
    private List<Integer> getTableNoList(Collection<Long> orderIds, Collection<Long> userIds) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(orderIds)){
            // 获取表位信息
            result.addAll(orderIds.stream()
                    .filter(item -> Objects.nonNull(item) && item > 0)
                    .map(item -> (int) SnowFlakeUtil.getDataCenterId(item))
                    .collect(Collectors.toList()));
        }

        if (CollectionUtils.isNotEmpty(userIds)) {
            // 获取表位信息
            result.addAll(userIds.stream().filter(item -> Objects.nonNull(item) && item > 0)
                    .map(item -> (int) SnowFlakeUtil.getDataCenterId(item))
                    .collect(Collectors.toList()));
        }

        if (CollectionUtils.isNotEmpty(result)) {
            log.info("SharingJDBC解析路由表后缀成功 redEnvelopeIds={} uids={} 路由表后缀列表={}", orderIds, userIds, result);
            // 合并去重
            return result.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        }
        log.error("SharingJDBC解析路由表后缀失败 redEnvelopeIds={} uids={}", orderIds, userIds);
        throw new RuntimeException("orderId，userId解析路由表后缀为空，无法路由到具体的表，暂时不支持范围查询");
    }

}

第七步，编写单元测试类，ShardingjdbcApplicationTests，并进行测试

测试步骤

先运行insertOrdersTest方法向数据库插入数据，跑完分别查看四个表，是否都有数据，且理论上来说应该是数据均匀
分别从4个表里面随机捞几条数据的order_id出来，然后运行selectByOrderIdsTest，看是否都能查出数据，此步骤是为了验证只根据order_id进行路由查询是否正常
分别从4个表里面随机捞几条数据的user_id出来，然后运行selectByUserIdsTest，看是否都能查出数据，此步骤是为了验证只根据user_id进行路由查询是否正常

ShardingjdbcApplicationTests

package com.jinhx.shardingjdbc;

import com.jinhx.shardingjdbc.entity.Order;
import com.jinhx.shardingjdbc.service.IOrderService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.util.Lists;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import java.util.List;

@Slf4j
// 获取启动类，加载配置，确定装载 Spring 程序的装载方法，它回去寻找 主配置启动类（被 @SpringBootApplication 注解的）
@SpringBootTest
class ShardingjdbcApplicationTests {

    @Autowired
    private IOrderService iOrderService;

    @Test
    void selectByOrderIdsTest() {
        List<Long> orderIds = Lists.newArrayList(1443844581547311109L, 1443844581547442181L, 1443844581547573255L, 1443844581547704327L);
        log.info(iOrderService.selectByOrderIds(orderIds).toString());
    }

    @Test
    void selectByUserIdsTest() {
        List<Long> userIds = Lists.newArrayList(1443844581547311108L, 1443844581547311106L, 1443844581547442180L, 1443844581547704326L);
        log.info(iOrderService.selectByUserIds(userIds).toString());
    }

    @Test
    void insertOrdersTest() {
        List<Order> orders = Lists.newArrayList();
        for (int i = 1;i < 100;i++){
            Order order = new Order();
            order.buildUserId(i);
            order.setMoney(i * 1000L);
            order.buildOrderId();
            orders.add(order);
        }
        log.info("orders={}", orders);
        iOrderService.insertOrders(orders);
    }

    @BeforeEach
    void testBefore(){
        log.info("测试开始!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
    }

    @AfterEach
    void testAfter(){
        log.info("测试结束!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!");
    }

}

完整代码地址：https://github.com/Jinhx128/springboot-demo

注：此工程包含多个module，本文所用代码均在shardingjdbc-demo模块下

后记：本次分享到此结束，本人水平有限，难免有错误或遗漏之处，望大家指正和谅解，欢迎评论留言。

SpringBoot 2.2.5 整合Sharding-JDBC

说明

官方简介

第一步，在pom.xml加入依赖，如下

注：

第二步，在application.yml配置shardingsphere，mybatis-plus相关配置

第三步，在主库创建数据库db1，创建订单表，如下

说明

sql

第四步，创建表操作相应类

Order

IOrderService

OrderServiceImpl

第五步，配置MybatisPlus，如下

1. 在启动类MybatisplusApplication新增@MapperScan注解，里面写入生成的文件中的mapper存放的路径，用于扫描mapper文件。

2. 创建MybatisPlus配置类，MybatisPlusConfig，主要是配置一些插件的使用，此步可省略

第六步，创建自定义复合分片算法类MyComplexKeysShardingAlgorithm，注意自己替换application.yml里面的全路径

第七步，编写单元测试类，ShardingjdbcApplicationTests，并进行测试

测试步骤

ShardingjdbcApplicationTests

完整代码地址：https://github.com/Jinhx128/springboot-demo

注：此工程包含多个module，本文所用代码均在shardingjdbc-demo模块下

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