MyCat实现读写分离

MyCat

官网：http://www.mycat.io/

数据库分库

垂直拆分

垂直分库按照业务将项目中的数据库表分成很多库，比如：商品库、用户库、订单库、系统库……

水平拆分

水平拆分也叫数据分片

MyCat简介

MyCat是一个数据库代理中间件, 数据库分片、读写分离等等可以使用mycat来解决,前身是阿里开源的一个cobar的项目

目标

低成本的将现有的单机数据库和应用平滑迁移到“云”端，解决数据存储和业务规模迅速增长情况下的数据瓶颈问题。

如图所示：MyCAT使用Mysql的通讯协议模拟成了一个Mysql服务器，并建立了完整的Schema（数据库）、Table （数据表）、User(用户)的逻辑模型，并将这套逻辑模型映射到后端的存储节点DataNode（MySQL Instance）上的真实物理库中，这样一来，所有能使用Mysql的客户端以及编程语言都能将MyCAT当成是Mysql Server来使用，不必开发新的客户端协议。

MyCAT的关键特性支持 SQL 92标准

支持Mysql集群，可以作为Proxy使用

支持JDBC连接ORACLE、DB2、SQL Server，将其模拟为MySQL Server使用

支持galera for mysql集群，percona-cluster或者mariadb cluster，提供高可用性数据分片集群

自动故障切换，高可用性

支持读写分离，支持Mysql双主多从，以及一主多从的模式

支持全局表，数据自动分片到多个节点，用于高效表关联查询

支持独有的基于E-R 关系的分片策略，实现了高效的表关联查询

多平台支持，部署和实施简单

MyCAT架构

MyCAT支持水平分片与垂直分片：

水平分片：一个表格的数据分割到多个节点上，按照行分隔。

垂直分片：一个数据库中多个表格A，B，C，A存储到节点1上，B存储到节点2上，C存储到节点3上。

分片策略

MyCAT通过定义表的分片规则来实现分片，每个表可以捆绑一个分片规则，每个分片规则指定一个分片字段并绑定一个函数，来实现动态分片算法。

1、Schema：逻辑库，与MySQL中的Database（数据库）对应，一个逻辑库中定义了所包括的Table。

2、Table：表，即物理数据库中存储的某一张表，与传统数据库不同，这里的表格需要声明其所存储的逻辑数据节点DataNode。在此可以指定表的分片规则。

3、DataNode：MyCAT的逻辑数据节点，是存放table的具体物理节点，也称之为分片节点，通过DataSource来关联到后端某个具体数据库上

4、DataSource：定义某个物理库的访问地址，用于捆绑到Datanode上

Mycat的下载及安装

1. 下载：

wget http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz

2. 解压：

cd /usr/local/

tar -zxvf/root/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz

3. 启动：

/usr/local/mycat/bin/mycat start

/usr/local/mycat/bin/mycat status

4. 查看进程和端口

ps -ef | grep mycat

netstat -tunlp | grep 8066

5. 使用Navcat连接mycat

注意：可以使用mysql的客户端直接连接mycat服务。默认服务端口为8066

Mycat分片

需求

把商品表分片存储到三个数据节点上。

环境规划

mysql节点1环境

操作系统版本 : centos7.2

数据库版本 : mysql-5.7

mycat版本 ：1.6 release

ip:192.168.25.134

mysql节点2环境

操作系统版本 : centos7.2

数据库版本 : mysql-5.7

mycat版本 ：1.6 release

数据库名 : db1、db3

ip:192.168.25.134

mysql节点3环境

操作系统版本 : centos7.2

数据库版本 : mysql-5.7

mycat版本 ：1.6 release

数据库名 : db2

ip:192.168.25.166

MyCat安装到节点1上（需要安装jdk）

使用二进制压缩包安装mysql

1. 下载mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz

2. 解压

cd /usr/local/

tar -zxvf /root/mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz

ln-s mysql-5.7.13-linux-glibc2.5-x86_64/ mysql

3. 创建mysql用户和组

groupadd mysql

useradd mysql -gmysql -s /sbin/nologin -M

4. 初始化数据库

cd /usr/local/mysql/bin/

./mysqld --initialize --basedir=/usr/local/mysql/--datadir=/usr/local/mysql/data --user=mysql

5. 修改mysql配置文件：

vim /etc/my.cnf

mkdir –p /var/log/mysql/

chmod -R777 /var/log/mysql/

chmod -R777 /usr/local/mysql

6. 启动数据库：

mkdir -p /var/log/mariadb

/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --skip-grant-tables &

7. 使用mysql命令行客户端连接数据库

./mysql -uroot-p'72VZp.rxRKpQ' -S/usr/local/mysql/mysql.sock

8. 登录之后修改密码

update mysql.user setauthentication_string=PASSWORD('123456') where User='root';

flush privileges;

quit;

9. 重新登录

./mysql -uroot -S /usr/local/mysql/mysql.sock

SET PASSWORD = PASSWORD('123456')

update mysql.user set host='%' where host='localhost';

flush privileges;

10. 使用navcat工具连接mysql数据库

注意：初始化mysql之后随机产生一个密码

配置schema.xml

Schema.xml作为MyCat中重要的配置文件之一，管理着MyCat的逻辑库、表、分片规则、DataNode以及DataSource。弄懂这些配置，是正确使用MyCat的前提。这里就一层层对该文件进行解析。

schema 标签用于定义MyCat实例中的逻辑库

Table 标签定义了MyCat中的逻辑表

dataNode 标签定义了MyCat中的数据节点，也就是我们通常说所的数据分片。

dataHost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。

注意：若是LINUX版本的MYSQL，则需要设置为Mysql大小写不敏感，否则可能会发生表找不到的问题。

在MySQL的配置文件中my.ini [mysqld] 中增加一行

lower_case_table_names = 1

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
 <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100">
 <!-- auto sharding by id (long) -->
 <table name="TB_ITEM" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
 <table name="TB_USER" primaryKey="ID" type="global" dataNode="dn1,dn2" />
 </schema>
 <!-- dataNode是逻辑的，与dataHost关联，dataHost代理物理的数据库-->
 <dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" />
 <dataNode name="dn2" dataHost="localhost2" database="db2" />
 <dataNode name="dn3" dataHost="localhost1" database="db3" />
 <dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
 <heartbeat>select user()</heartbeat>
 <!-- can have multi write hosts -->
 <writeHost host="hostM1" url="172.18.14.113:3306" user="root" password="123456">
 <!-- can have multi read hosts -->
 </writeHost>
 </dataHost>
 <dataHost name="localhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
 <heartbeat>select user()</heartbeat>
 <!-- can have multi write hosts -->
 <writeHost host="hostM1" url="172.18.14.150:3306" user="root" password="123456">
 <!-- can have multi read hosts -->
 </writeHost>
 </dataHost>
</mycat:schema>

配置server.xml

server.xml几乎保存了所有mycat需要的系统配置信息。最常用的是在此配置用户名、密码及权限。

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

配置路由规则rule.xml

rule.xml里面就定义了我们对表进行拆分所涉及到的规则定义。我们可以灵活的对表使用不同的分片算法，或者对表使用相同的算法但具体的参数不同。这个文件里面主要有tableRule和function这两个标签。在具体使用过程中可以按照需求添加tableRule

和function。

此配置文件可以不用修改，使用默认即可。

测试分片

配置完毕后，重新启动mycat。使用mysql客户端连接mycat，创建表。

-- ----------------------------
-- Table structure for tb_item
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_item`;
CREATE TABLE `tb_item` (
 `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品id，同时也是商品编号',
 `title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '商品标题',
 `sell_point` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '商品卖点',
 `price` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品价格，单位为：分',
 `num` int(10) NOT NULL COMMENT '库存数量',
 `barcode` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '商品条形码',
 `image` varchar(500) DEFAULT NULL COMMENT '商品图片',
 `cid` bigint(10) NOT NULL COMMENT '所属类目，叶子类目',
 `status` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '商品状态，1-正常，2-下架，3-删除',
 `created` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
 `updated` datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `cid` (`cid`),
 KEY `status` (`status`),
 KEY `updated` (`updated`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='商品表';
 
-- ----------------------------
-- Table structure for tb_user
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`;
CREATE TABLE `tb_user` (
 `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `username` varchar(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
 `password` varchar(32) NOT NULL COMMENT '密码，加密存储',
 `phone` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '注册手机号',
 `email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '注册邮箱',
 `created` datetime NOT NULL,
 `updated` datetime NOT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 UNIQUE KEY `username` (`username`) USING BTREE,
 UNIQUE KEY `phone` (`phone`) USING BTREE,
 UNIQUE KEY `email` (`email`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=37 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';

插入数据；

分片测试

由于配置的分片规则为“auto-sharding-long”，所以mycat会根据此规则自动分片。

每个datanode中保存一定数量的数据。根据id进行分片

经测试id范围为：

Datanode1：1~5000000

Datanode2：5000000~10000000

Datanode3：10000001~15000000

当15000000以上的id插入时报错：

[Err] 1064 - can't find any valid datanode:TB_ITEM -> ID -> 15000001

此时需要添加节点了。

Mycat读写分离

数据库读写分离对于大型系统或者访问量很高的互联网应用来说，是必不可少的一个重要功能。对于MySQL来说，标准的读写分离是主从模式，一个写节点Master后面跟着多个读节点，读节点的数量取决于系统的压力，通常是1-3个读节点的配置

Mycat读写分离和自动切换机制，需要mysql的主从复制机制配合。

1、主DB server和从DB server数据库的版本一致

2、主DB server和从DB server数据库数据一致[ 这里就会可以把主的备份在从上还原，也可以直接将主的数据目录拷贝到从的相应数据目录]

3、主DB server开启二进制日志,主DB server和从DB server的server_id都必须唯一

MySQL-Master配置：

第一步：修改my.conf文件：

在[mysqld]段下添加：

binlog-do-db=db1
binlog-ignore-db=mysql
#启用二进制日志
log-bin=mysql-bin
#服务器唯一ID，一般取IP最后一段
server-id=134

第二步：重启mysql服务

service mysqld restart

第三步：建立帐户并授权slave

mysql>GRANT FILE ON *.* TO 'backup'@'%'IDENTIFIED BY '123456';

mysql>GRANT REPLICATION SLAVE,REPLICATION CLIENT ON *.* to 'backup'@'%' identified by '123456';

#一般不用root帐号，“%”表示所有客户端都可能连，只要帐号，密码正确，此处可用具体客户端IP代替，如192.168.145.226，加强安全。

刷新权限

mysql> FLUSH PRIVILEGES;

查看mysql现在有哪些用户

mysql>select user,host from mysql.user;

第四步：查询master的状态

mysql> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

| File | Position | Binlog_Do_DB |Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |

+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

| mysql-bin.000001 | 120 | db1 | mysql | |

+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

1 row in set

MySQL-Slave配置

第一步：修改my.conf文件

[mysqld]
server-id=166

第二步：配置从服务器

mysql>change master tomaster_host='192.168.25.134',master_port=3306,master_user='backup',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=120

注意语句中间不要断开，master_port为mysql服务器端口号(无引号)，master_user为执行同步操作的数据库账户，“120”无单引号(此处的120就是show master status 中看到的position的值，这里的mysql-bin.000001就是file对应的值)。

第二步：启动从服务器复制功能

Mysql>start slave;

第三步：检查从服务器复制功能状态：

mysql> show slave status

……………………(省略部分)

Slave_IO_Running: Yes //此状态必须YES

Slave_SQL_Running: Yes //此状态必须YES

……………………(省略部分)

注：Slave_IO及Slave_SQL进程必须正常运行，即YES状态，否则都是错误的状态(如：其中一个NO均属错误)。

错误处理：

如果出现此错误：

Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have equal MySQL server UUIDs; these UUIDs must be different for replication to work.

因为是mysql是克隆的系统所以mysql的uuid是一样的，所以需要修改。

解决方法：

删除/var/lib/mysql/auto.cnf文件，重新启动服务。

以上操作过程，从服务器配置完成。

Mycat配置

Mycat 1.4 支持MySQL主从复制状态绑定的读写分离机制，让读更加安全可靠，配置如下：

<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="2" slaveThreshold="100">
 <heartbeat>show slave status</heartbeat>
 <writeHost host="hostM" url="192.168.25.134:3306" user="root"
 password="root">
 <readHost host="hostS" url="192.168.25.166:3306" user="root"
 password="root" />
 </writeHost>
 </dataHost>

(1)设置 balance="1"与writeType="0"

Balance参数设置：

1. balance=“0”, 所有读操作都发送到当前可用的writeHost上。

2. balance=“1”，所有读操作都随机的发送到readHost。

3. balance=“2”，所有读操作都随机的在writeHost、readhost上分发

WriteType参数设置：

1.writeType=“0”, 所有写操作都发送到可用的writeHost上。

2. writeType=“1”，所有写操作都随机的发送到readHost。

3. writeType=“2”，所有写操作都随机的在writeHost、readhost分上发。

“readHost是从属于writeHost的，即意味着它从那个writeHost获取同步数据，因此，当它所属的writeHost宕机了，则它也不会再参与到读写分离中来，即“不工作了”，这是因为此时，它的数据已经“不可靠”了。基于这个考虑，目前mycat 1.3和1.4版本中，若想支持MySQL一主一从的标准配置，并且在主节点宕机的情况下，从节点还能读取数据，则需要在Mycat里配置为两个writeHost并设置banlance=1。”

(2)设置 switchType="2"与slaveThreshold="100"

switchType 目前有三种选择：

-1：表示不自动切换

1 ：默认值，自动切换

2 ：基于MySQL主从同步的状态决定是否切换

“Mycat心跳检查语句配置为 show slave status ，dataHost 上定义两个新属性： switchType="2" 与slaveThreshold="100"，此时意味着开启MySQL主从复制状态绑定的读写分离与切换机制。Mycat心跳机制通过检测 show slave status 中的"Seconds_Behind_Master", "Slave_IO_Running","Slave_SQL_Running" 三个字段来确定当前主从同步的状态以及Seconds_Behind_Master主从复制时延。