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ShardingSphere-JDBC技术文档

ShardingSphere是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈，由Sharding-JDBC、Sharding-Proxy和Sharding-Sidecar（计划中）三个独立产品组成。这些产品提供标准化的数据分片、分布式事务和数据库治理功能，适用于Java同构、异构语言、云原生等多样化场景。

ShardingSphere-JDBC概述

Sharding-JDBC定位为轻量级Java框架，在JDBC层提供增强服务。它以客户端直连数据库的形式提供服务，无需额外部署和依赖，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。

功能特点

• 支持任意数据库连接池：如DBCP、C3P0、BoneCP、Druid、HikariCP等。
• 支持任意实现JDBC规范的数据库：如MySQL、Oracle、SQLServer、PostgreSQL及遵循SQL92标准的数据库。
• 灵活的分片策略：支持5种分片策略，可通过行表达式进行灵活配置。

数据分片

在性能和运维成本方面，分库分表是解决集中式数据库瓶颈的重要手段。ShardingSphere支持两种主要分片方式：

• 垂直分片：根据业务拆分，将多个表分布到不同数据库，专库专用。
• 水平分片：通过主键或其他字段进行数据水平分散，解决单机处理能力限制。

分片策略与实现

• 核心概念：

  • 数据节点：分片的最小单元，由数据源名称和表名组成，如ds_0.t_order_0。
  • 分片键：用于分片的字段，决定数据分布的规则。
  • 分片算法：支持=、>=、<=、>、<、BETWEEN、IN等操作。
  • 行表达式：通过配置表达式定义分片规则，支持范围区间和枚举值。

• 雪花算法：默认用于主键生成，确保分布式环境下的唯一性和有序性。

读写分离

读写分离可以提升系统吞吐量，但也带来数据一致性挑战。合理搭配分库分表与读写分离，需要仔细设计架构和运维流程。

示例配置

以下是基于Spring Boot的配置示例：

# 数据源配置
spring.shardingsphere.datasource.names=ds0,ds1
spring.shardingsphere.datasource.ds0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.ds0.url=jdbc:mysql://localhost:3306/ds0
spring.shardingsphere.datasource.ds0.username=root
spring.shardingsphere.datasource.ds0.password=123456
# 数据表规则配置
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.actual-data-nodes=ds$->{0..1}.t_order_$->{0..1}
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.table-strategy.inline.sharding-column=order_id
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.table-strategy.inline.algorithm-expression=t_order_$->{order_id % 2}
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.key-generator.type=SNOWFLAKE
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.key-generator.column=order_id
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.database-strategy.inline.sharding-column=user_id
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_order.database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{user_id % 2}

工程结构

/src/
  main/
    java/
      com/
        cjs/
          example/
            sharding/
              entity/
              repository/
              service/
              controller/
    resources/
      application.properties

注意事项

• 分库分表：需要谨慎设计，避免全表扫描。
• 读写分离：需确保数据一致性，避免并发问题。
• 数据库选择：建议使用支持分片的数据库，如MySQL、PostgreSQL。

通过合理配置和使用ShardingSphere-JDBC，可以有效解决高并发和大数据存储的性能瓶颈问题。

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