MyCAT詳解

Rangle發表於2018-01-02

一、MyCAT概述
MyCAT是一款由阿里Cobar演變而來的用於支援資料庫讀寫分離、分片的分散式中介軟體。MyCAT可不但支援Oracle、MSSQL、MYSQL、PG、DB2關係型資料庫，同時也支援MongoDB等非關係型資料庫。基礎架構如下：

1、MyCAT原理

MyCAT主要是通過對SQL的攔截，然後經過一定規則的分片解析、路由分析、讀寫分離分析、快取分析等，然後將SQL發給後端真實的資料塊，並將返回的結果做適當處理返回給客戶端。

  

2、MyCAT功能
(1)資料庫分片(Sharding)

通過某種條件，將同一資料庫中的資料分散的儲存到多個資料庫中，已達到分散單臺資料庫裝置負載的效果，這就是資料庫分片。
a.水平拆分
同一張表的不同記錄，根據表的某個欄位的某種規則拆分到多個資料庫（主機）上，這既是水平拆分。
單庫業務表可能會過於龐大，存在單庫讀寫與儲存瓶頸，這種情況可以通過水平拆分解決，水平拆分基本架構如下：

常用水平拆分規則：
*ID
*日期
*特定欄位取模

 優點：

*拆分規則抽象好，join操作基本可以資料庫內完成
*不存在單庫大資料，高併發的效能瓶頸
*應用端改造少
*提高了系統穩定性和負載能力

缺點：
*拆分規則難以抽象
*分片事務一致性難以解決
*資料多次擴充套件難度跟維護量極大
*跨庫join效能較差

b.垂直拆分
不同的表切分到不同的資料庫（主機）上，這就是垂直拆分。
一般按照業務表進行分類，劃分為不同的業務、模組庫，耦合度越低，越容易做垂直拆分，垂直拆分基本架構如下：

垂直拆分注意點：
跨庫Join，採用共享資料來源或分庫介面呼叫，根據資源和資料規模、負載而定

優點：
*拆分後業務清晰，拆分規則明確
*系統之間整合或擴充套件容易
*資料庫維護簡單

缺點：
*部分業務表無法Join，只能通過介面方式解決，提高了系統複雜度
*受每種業務不同的限制存在單庫效能瓶頸，不容易擴充套件跟效能提高
*事務處理複雜

c.水平拆分和垂直拆分共同缺點
*分散式事務處理困難
*誇節點join困難
*擴資料來源管理複雜

d.切分總則
*能不切分的儘量不切分
*如果要切分，選擇合適的切分規則，提前規劃好
*資料庫切分儘量通過資料冗餘或表分組來降低跨庫join
*業務儘量使用少的多表join

(2)讀寫分離

 

(3)黑白名單限制

 

3、使用場景 

(1)單純讀寫分離，此時配置最為簡單，支援讀寫分離、主從切換
(2)分庫分表，對記錄超過1000萬的表進行水平拆分，最大支援1000億單表水平拆分
(3)多租戶應用，每個應用一個資料庫，但程式只需連線MyCAT，程式不改變，實現多租戶化
(4)報表系統，借住MyCAT分表能力，處理大規模的報表統計
(5)替代Hbase，分析大資料
(6)海量實時資料查詢

4、優缺點
優點：
(1)支援多種型別資料庫的分片
(2)易擴充套件
(3)


缺點：



二、MyCAT安裝
1、下載
官網地址：http://www.mycat.io/
下載地址：http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
文件地址：http://www.mycat.io/document/Mycat_V1.6.0.pdf

2、mycat安裝

1)mycat是java語言編寫，在安裝mycat前需要安裝jdk，本次java版本是1.7

[root@node1 ~]# java -version
java version "1.7.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (rhel-2.6.9.0.el6_8-x86_64 u131-b00)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.131-b00, mixed mode)

2)解壓縮mycat（mycat解壓縮後即安裝完畢）

[root@node1 ~]# tar -xzvf Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz  -C /usr/local/

3)mycat使用者建立

groupadd mycat
useradd -r -g mycat mycat
chown -R mycat.mycat /usr/local/mycat

4)mycat基本配置

環境變數配置：

[root@node1 ~]# vi ~/.bash_profile 
if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/bin:/usr/local/mycat/bin

export PATH

[root@node1 ~]# source ~/.bash_profile

schema.xml配置：

[root@node1 ~]# cd /usr/local/mycat/conf/

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">

    <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn1">
    </schema>
    <dataNode name="dn1" dataHost="node1" database="db01" />
    <dataHost name="node1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
              writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
        <heartbeat>select user()</heartbeat>
        <writeHost host="hostM1" url="10.20.32.23:3306" user="myuser"  password="myuser">
            <readHost host="hostS2" url="10.20.32.24:3306" user="myuser" password="myuser" />
        </writeHost>
        <writeHost host="hostS1" url="10.20.32.24:3316" user="myuser" password="myuser" />
    </dataHost>
</mycat:schema>

server.xml配置：

[root@node1 ~]# cd /usr/local/mycat/conf/

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/">
        <system>
                <property name="useSqlStat">0</property>  <!-- 1為開啟實時統計、0為關閉 -->
                <property name="useGlobleTableCheck">0</property>  <!-- 1為開啟全加班一致性檢測、0為關閉 -->
                <property name="sequnceHandlerType">2</property>
                <property name="processorBufferPoolType">0</property>
                <property name="handleDistributedTransactions">0</property>
                <property name="useOffHeapForMerge">1</property>
                <property name="memoryPageSize">1m</property>
                <property name="spillsFileBufferSize">1k</property>
                <property name="useStreamOutput">0</property>
                <property name="systemReserveMemorySize">384m</property>
                <property name="useZKSwitch">true</property>

        </system>

        <user name="user">
                <property name="password">user</property>
                <property name="schemas">TESTDB</property>
                <property name="readOnly">true</property>
        </user>

</mycat:server>

5)mycat啟動

[root@node1 conf]# mycat start
Starting Mycat-server...
[root@node1 conf]#

6)mycat狀態檢查

[root@node1 conf]# mycat status
Mycat-server is running (27956).

三、MyCAT使用

 1、mycat常用命令

./mycat start 啟動
./mycat stop 停止
./mycat console 前臺執行
./mycat install 新增到系統自動啟動（暫未實現）
./mycat remove 取消隨系統自動啟動（暫未實現）
./mycat restart 重啟服務
./mycat pause 暫停
./mycat status 檢視啟動狀態


四、MyCAT重要概念

 1、邏輯庫（schema）

邏輯庫是mycat中介軟體層配置的對應實際一個或多個業務資料庫叢集構成。

2、邏輯表（table）
a.邏輯表是mycat切分到多個資料庫或者不切分對應用程式顯示的統一的表。
b.分片表是原有的大表，經過分片，分佈在不同資料庫、相同資料庫的保留相同表結構，但資料不同的表。
c.非分片表是未做切分的表。
d.ER表基於E-R關係分片策略，子表記錄與所關聯的父表記錄存放在同一個資料分片上，即子表依賴於父表，通過表分組保證資料join不會跨庫操作。
e.全域性表，業務系統中變化不大、資料量不大（十萬以下），但又需要經常關聯的表，mycat採用冗餘在各個節點一個份來完成。

3、分片節點（dataNode）
資料庫分片後，一個大表被切分到不同的分片資料庫上，每個表分片所在的資料庫就是分片節點。

4、分片主機（dataHost）
分片節點所在的伺服器，資料切分後，每個分片節點不一定都會獨佔一臺伺服器，同一個分片伺服器可能儲存多個分片節點，儘量使讀寫壓力高的分片節點均衡的放在不同的節點主機上。

5、分片規則（rule）
按照某種業務規則把資料分到某個分片節點上的規則，就是分片規則。（分片規則非常重要，直接決定後續資料處理複雜度）

6、全域性序列號（sequence）
當資料庫分片後，原有的主鍵約束在分散式條件下無法使用，因此需要引入外部機制保證資料唯一表示，這種保證全域性的資料唯一表示機制就是全域性序列號（sequence）。

7、多租戶
多使用者的環境共用相同的系統、程式元件，並且確保各使用者間資料的隔離性。
a.一個使用者一個資料庫，隔離級別最高、安全性最好，費用最高
b.共享資料庫，隔離資料架構，每個使用者一個schema
c.共享資料庫，共享資料架構，共享database、schema，通過表tenantID區分租戶資料

 


五、MyCAT附錄
1、OLAP和OLTP對比

2、關係型和非關係型資料庫對比

3、

 

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