【技术积累】MySQL优化及进阶

MySql优化及进阶

一、MySQL体系结构

• 连接层：是一些客户端和链接服务，包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于 TCP/IP的通信
• 服务层：大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部 分内置函数的执行
• 引擎层：负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通 信，其中索引 存储在该层中
• 存储层：主要是将数据(如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询 日志、慢查询日志等)存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互

二、存储引擎

• InnoDB：默认的存储引擎
  • 特点：
    • 遵循ACID模型，支持事务
    • 行级锁，提高并发访问性能
    • 支持外键FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性
  • 逻辑存储结构：
    • 表空间 : InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层，ibd文件其实就是表空间文件，在表空间中可以 包含多个Segment段。
    • 段 : 表空间是由各个段组成的， 常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB中对于段的管 理，都是引擎自身完成，不需要人为对其控制，一个段中包含多个区。
    • 区 : 区是表空间的单元结构，每个区的大小为1M。 默认情况下， InnoDB存储引擎页大小为 16K， 即一个区中一共有64个连续的页。
    • 页 : 页是组成区的最小单元，页也是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默 认为 16KB。为了保证页的连续性，InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。
    • 行 : InnoDB 存储引擎是面向行的，也就是说数据是按行进行存放的，在每一行中除了定义表时 所指定的字段以外，还包含两个隐藏字段(后面会详细介绍)。
• MyISAM：
  • 特点：
    • 不支持事务，不支持外键
    • 支持表锁，不支持行锁
    • 访问速度快

三、索引

索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构(有序)。

• 数据结构支持：B+树、Hash索引   ，大部分
• 数据结构演示网址：B+ Tree Visualization (usfca.edu)
• B+树的结构特点：
  • 所有的数据都会出现在叶子节点。
  • 叶子节点形成一个单向链表。
  • 非叶子节点仅仅起到索引数据作用，具体的数据都是在叶子节点存放的。
  • 增加一个指向相邻叶子节点 的链表指针，就形成了带有顺序指针的B+Tree，提高区间访问的性能，利于排序

索引分类：根据索引的类型分类

分类	含义	特点	关键字
主键 索引	针对于表中主键创建的索引	默认自动创建, 只能 有一个	PRIMARY
唯一 索引	避免同一个表中某数据列中的值重复	可以有多个	UNIQUE
常规 索引	快速定位特定数据	可以有多个
全文 索引	全文索引查找的是文本中的关键词，而不是比 较索引中的值	可以有多个	FULLTEXT

根据索引的存储形式，又可以分为以下两种：聚集索引&二级索引（面试重点）

分类	含义	特点
聚集索引(Clustered Index)	将数据存储与索引放到了一块，索引结构的叶子 节点保存了行数据	必须有,而且只 有一个
二级索引(Secondary Index)	将数据与索引分开存储，索引结构的叶子节点关联的是对应的主键	可以存在多个

选取规则：

• 如果存在主键，主键索引就是聚集索引。
• 如果不存在主键，将使用第一个唯一（UNIQUE）索引作为聚集索引。
• 如果表没有主键，或没有合适的唯一索引，则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。

回表查询（面试重点）：当对非聚集索引进行查询的时候，首先根据二级索引找到值对应的主键id，此时返回的就是一个id，而不是该条数据的全部信息，然后还需要到聚集索引中根据id拿到所有的数据，这个操作叫做回表查询。

如何解决回表查询：使用联合索引，不会再次触发回表查询。

四、SQL性能分析

• 查看当前数据库的INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT的访问频次：SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______'   七个下划线
• 慢查询日志：慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数（long_query_time，单位：秒，默认10秒）的所有 SQL语句的日志
  • 查看是否开启慢查询日志：show variables like 'slow_query_log'，如果没有开启，需要在配置文件添加以下配置

# 开启MySQL慢日志查询开关
slow_query_log=1

# 设置慢日志的时间为2秒，SQL语句执行时间超过2秒，就会视为慢查询，记录慢查询日志
long_query_time=2

• 通过慢查询日志，就可以定位出执行效率比较低的SQL，从而有针对性的进行优化
• Profile详情： 能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了
  • 查看当前MySql是否支持：SELECT @@have_profiling; ，开启：SET profiling = 1;
  • 执行一系列的业务SQL的操作，然后通过如下指令查看指令的执行耗时：

-- 查看每一条SQL的耗时基本情况
show profiles;

-- 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
show profile for query query_id;

-- 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
show profile cpu for query query_id;

五、Explain关键字

Explain用于获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息，包括在 SELECT 语句执行 过程中表如何连接和连接的顺序

语法：

-- 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc

EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件 ;

字段	含义
id	select查询的序列号，表示查询中执行select子句或者是操作表的顺序 (id相同，执行顺序从上到下；id不同，值越大，越先执行)。
select_type	表示 SELECT 的类型，常见的取值有 SIMPLE（简单表，即不使用表连接 或者子查询）、PRIMARY（主查询，即外层的查询）、 UNION（UNION 中的第二个或者后面的查询语句）、 SUBQUERY（SELECT/WHERE之后包含了子查询）等
type	表示连接类型，性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、 eq_ref、ref、range、 index、all
possible_key	显示可能应用在这张表上的索引，一个或多个。
key	实际使用的索引，如果为NULL，则没有使用索引。
key_len	表示索引中使用的字节数， 该值为索引字段最大可能长度，并非实际使用长 度，在不损失精确性的前提下， 长度越短越好 。
rows	MySQL认为必须要执行查询的行数，在innodb引擎的表中，是一个估计值， 可能并不总是准确的。
filtered	表示返回结果的行数占需读取行数的百分比， filtered 的值越大越好。

六、索引的使用

1、索引失效情况

• 最左前缀法制：如果索引了多列（联合索引），要遵守最左前缀法则。最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始， 并且不跳过索引中的列。如果跳跃某一列，索引将会部分失效(后面的字段索引失效)。
• 范围查询：联合索引中，出现范围查询(>,<)，范围查询右侧的列索引失效，而使用（>=  <=）不会让索引失效。
• 索引列运算：不要在索引列上进行运算操作， 索引将失效。
• 字符串不加引号：字符串类型字段使用时，不加引号，索引将失效。
• 模糊查询：如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效。
• or 连接条件：用or分割开的条件， 如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会 被用到。

数据分布影响： 如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。

2、SQL提示

定义：是优化数据库的一个重要手段，简单来说，就是在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的

#1、use index ： 建议MySQL使用哪一个索引完成此次查询（仅仅是建议，mysql内部还会再次进行评估）。
explain select * from tb_user use index(idx_user_pro) where profession = '软件工程';

#2、ignore index ： 忽略指定的索引。
explain select * from tb_user ignore index(idx_user_pro) where profession = '软件工程';

#3、force index ： 强制使用索引。
explain select * from tb_user force index(idx_user_pro) where profession = '软件工程';

3、覆盖索引

定义：指查询使用了索引，并且需要返回的列，在该索引中已经全部能够找到，减少使用select *

Extra	含义
Using where; Using Index	查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，所以不需 要回表查询数据
Using index condition	查找使用了索引，但是需要回表查询数据

思考题： 一张表, 有四个字段(id, username, password, status), 由于数据量大, 需要对 以下SQL语句进行优化, 该如何进行才是最优方案:

select id,username,password from tb_user where username = 'admin';

答案: 针对于 username, password建立联合索引, sql为: create index idx_user_name_pass on tb_user(username,password); 这样可以避免上述的SQL语句，在查询的过程中，出现回表查询

4、前缀索引

定义：当字段类型为字符串（varchar，text，longtext等）时，有时候需要索引很长的字符串，这会让 索引变得很大，查询时，浪费大量的磁盘IO， 影响查询效率。此时可以只将字符串的一部分前缀，建 立索引，这样可以大大节约索引空间，从而提高索引效率。

语法：create index idx_xxxx on table_name(column(n)) ;

特性：前缀索引必须回表查询

前缀长度：可以根据索引的选择性来决定，而选择性是指不重复的索引值（基数）和数据表的记录总数的比值， 索引选择性越高则查询效率越高， 唯一索引的选择性是1，这是最好的索引选择性，性能也是最好的。

select count(distinct email) / count(*) from tb_user ;

select count(distinct substring(email,1,5)) / count(*) from tb_user;

5、使用规则及设计原则

• 使用规则
  • 推荐使用联合索引，而不是单列索引
• 设计原则
  • 针对于数据量较大，且查询比较频繁的表建立索引。
  • 针对于常作为查询条件（where）、排序（order by）、分组（group by）操作的字段建立索 引。
  • 尽量选择区分度高的列作为索引，尽量建立唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。
  • 如果是字符串类型的字段，字段的长度较长，可以针对于字段的特点，建立前缀索引。
  • 尽量使用联合索引，减少单列索引，查询时，联合索引很多时候可以覆盖索引，节省存储空间， 避免回表，提高查询效率。
  • 要控制索引的数量，索引并不是多多益善，索引越多，维护索引结构的代价也就越大，会影响增 删改的效率。
  • 如果索引列不能存储NULL值，请在创建表时使用NOT NULL约束它。当优化器知道每列是否包含 NULL值时，它可以更好地确定哪个索引最有效地用于查询。

七、SQL优化

1、插入数据

• insert优化
  • 批量插入数据：Insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry');
  • 手动控制事务：

start transaction;
insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry');
insert into tb_test values(4,'Tom'),(5,'Cat'),(6,'Jerry');
insert into tb_test values(7,'Tom'),(8,'Cat'),(9,'Jerry');
commit;

• 主键顺序插入，性能要高于乱序插入。
• 大量数据插入：使用MySQL load指令进行插入操作，操作如下

-- 客户端连接服务端时，加上参数 -–local-infile
mysql –-local-infile -u root -p

-- 设置全局参数local_infile为1，开启从本地加载文件导入数据的开关
set global local_infile = 1;

-- 执行load指令将准备好的数据，加载到表结构中
load data local infile '/root/sql1.log' into table tb_user fields
terminated by ',' lines terminated by '\n' ;

2、主键优化

• 满足业务需求的情况下，尽量降低主键的长度。
• 插入数据时，尽量选择顺序插入，选择使用AUTO_INCREMENT自增主键。
• 尽量不要使用UUID做主键或者是其他自然主键，如身份证号。
• 业务操作时，避免对主键的修改。

3、Order By优化

MySQL的排序有两种方式，分别如下，对于以下的两种排序方式，Using index的性能高，而Using filesort的性能低，我们在优化排序 操作时，尽量要优化为 Using index

• Using filesort：通过表的索引或全表扫描，读取满足条件的数据行，然后在排序缓冲区sort buffer中完成排序操作，所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫 FileSort 排序。
• Using index :通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据，这种情况即为 using index，不需要额外排序，操作效率高。

优化原则：

• A. 根据排序字段建立合适的索引，多字段排序时，也遵循最左前缀法则。
• B. 尽量使用覆盖索引，即使用索引的时候。
• C. 多字段排序, 一个升序一个降序，此时需要注意联合索引在创建时的规则（ASC/DESC）。
• D. 如果不可避免的出现filesort，大数据量排序时，可以适当增大排序缓冲区大小 sort_buffer_size(默认256k)。

4、Group By 优化

优化原则：

• A. 在分组操作时，可以通过索引来提高效率。
• B. 在分组操作时，索引的使用也是满足最左前缀法则的。

5、Limit 优化

优化原则：一般分页查询时，通过创建 覆盖索引 能够比较好地提高性能，可以通过覆盖索引加子查询形式进行优化。

explain select * from tb_sku t , (select id from tb_sku order by id limit 2000000,10) a where t.id = a.id;

6、count 优化

优化原则：按照效率排序的话，count(字段) < count(主键 id) < count(1) ≈ count(※)，所以尽量使用 count(*)

7、update优化

优化原则：InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁 ,并且该索引不能失效，否则会从行锁 升级为表锁 。所以update更新操作尽量对索引进行操作。

八、锁

锁的分类（按照锁的粒度分）：

• 全局锁：锁定数据库中的所有表。
• 表级锁：每次操作锁住整张表。
• 行级锁：每次操作锁住对应的行数据。

1、全局锁

定义： 全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语 句，已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。

应用场景： 做全库的逻辑备份，对所有的表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完整 性。

语法：

1）、加全局锁：flush tables with read lock;

2）、数据备份：mysqldump -uroot –proot test > test.sql

3）、释放锁： unlock tables ;

注意： 在InnoDB引擎中，我们可以在备份时加上参数 --single-transaction 参数来完成不加锁的一致性数据备份

 mysqldump --single-transaction -uroot –proot test > test.sql

2、表级锁

表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在MyISAM、 InnoDB、BDB等存储引擎中。

表级锁的分类：

• 表锁：
  • 表共享_读锁_（read lock）： 不会影响客户端的读，但是会阻塞客户端的写
  • 表独占写锁（write lock）： _阻塞其他客户端的读和写 _

-- 加锁：
lock tables 表名... read/write。

--释放锁：
unlock tables / 客户端断开连接 。

• 元数据锁（meta data lock，MDL）

MDL加锁过程是系统自动控制，无需显式使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表元数据的数据一致性，在表上有活动事务的时候，不可以对元数据进行写入操作。为了避免DML与 DDL冲突，保证读写的正确性。

• 意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB中引入了意向锁，使得表锁不用检查每行 数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查 。

分类：

• 意向共享锁(IS): 由语句select ... lock in share mode添加 。与表锁共享锁 (read)兼容，与表锁排他锁(write)互斥。

• 意向排他锁(IX): 由insert、update、delete、select...for update添加 。与表锁共 享锁(read)及排他锁(write)都互斥，意向锁之间不会互斥。

_ 一旦事务提交了，意向共享锁、意向排他锁，都会自动释放。 _

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from
performance_schema.data_locks;

3、行级锁

定义： 行级锁，每次操作锁住对应的行数据。锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在 InnoDB存储引擎中。 行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，而不是对记录加的锁

分类：

• 行锁（Record Lock）：锁定单个行记录的锁，防止其他事务对此行进行update和delete。在 RC、RR隔离级别下都支持。

• 间隙锁（Gap Lock）：锁定索引记录间隙（不含该记录），确保索引记录间隙不变，防止其他事 务在这个间隙进行insert，产生幻读。在RR隔离级别下都支持。

• 临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并锁住数据前面的间隙Gap。 在RR隔离级别下支持。

（1）、行锁

InnoDB实现了以下两种类型的行锁：

• 共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排它锁。
• 排他锁（X）：允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。

常见的SQL语句，在执行时，所加的行锁如下：

SQL	行锁类型	说明
INSERT ...	排他锁	自动加锁
UPDATE ...	排他锁	自动加锁
DELETE ...	排他锁	自动加锁
SELECT（正常）	不加任何锁
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE	共享锁	需要手动在SELECT之后加LOCK IN SHARE MODE
SELECT ... FOR UPDATE	排他锁	需要手动在SELECT之后加FOR UPDATE

默认情况下，InnoDB在 REPEATABLE READ事务隔离级别运行，InnoDB使用 next-key 锁进行搜索和索引扫描，以防止幻读。

• 针对唯一索引进行检索时，对已存在的记录进行等值匹配时，将会自动优化为行锁。
• InnoDB的行锁是针对于索引加的锁，不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中的所有记录加锁，此时就会升级为表锁。

（2）、间隙锁、临键锁

默认情况下，InnoDB在 REPEATABLE READ事务隔离级别运行，InnoDB使用 next-key 锁进行搜 索和索引扫描，以防止幻读。

• 索引上的等值查询(唯一索引)，给不存在的记录加锁时, 优化为间隙锁 。

• 索引上的等值查询(非唯一普通索引)，向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-key lock 退化为间隙锁。

• 索引上的范围查询(唯一索引)--会访问到不满足条件的第一个值为止。

注意：间隙锁唯一目的是防止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存，一个事务采用的间隙锁不会 阻止另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。

九、InnoDB引擎

InnoDB的逻辑存储结构如下图所示:

1、内存结构

在左侧的内存结构中，主要分为： Buffer Pool、Change Buffer、Adaptive Hash Index、Log Buffer。 分别介绍如下：

• Buffer Pool：缓冲池， 是主内存中的一个区域，里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据（若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存），然后再以一定频率刷新到磁盘，从而减少磁盘IO，加快处理速度。

• Change Buffer： 更改缓冲区（针对于非唯一二级索引页），在执行DML语句时，如果这些数据Page 没有在Buffer Pool中，不会直接操作磁盘，而会将数据变更存在更改缓冲区 Change Buffer 中，在未来数据被读取时，再将数据合并恢复到Buffer Pool中，再将合并后的数据刷新到磁盘中。

• Adaptive Hash Index： 自适应hash索引，用于优化对Buffer Pool数据的查询

• Log Buffer： 日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志数据

2、后台线程

在InnoDB的后台线程中，分为4类，分别是：

• Master Thread ： 核心后台线程，负责调度其他线程，还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中, 保持数据的一致性， 还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收 。

• IO Thread ： 在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO来处理IO请求, 这样可以极大地提高数据库的性能，而IO Thread主要负责这些IO请求的回调。

• Purge Thread ： 主要用于回收事务已经提交了的_undo log_，在事务提交之后，undo log可能不用了，就用它来回收。

• Page Cleaner Thread ： 协助 Master Thread 刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻 Master Thread 的工作压力，减少阻塞。

3、事务原理

定义 ： 是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系 统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

特性：

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。
• 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
• 隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环 境下运行。
• 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。

如何保证这四大特性的？

搭：1、_原子性、一致性、持久化 _这三个特性是由InnoDB中的两份日志来保证的，_一份是redo log日志，一份是undo log日志 _

2、_持久性_是通过数据库的锁， 加上MVCC来保证的

1）、redo log

定义：** 重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，是用来实现事务的持久性。

该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲（redo log buffer）以及 重做日志文件（redo log file）,前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中, 用 于在刷新脏页到磁盘,发生错误时, 进行数据恢复使用。**

流程：

有了redolog之后，当对缓冲区的数据进行增删改之后，会首先将操作的数据页的变化，记录在redo log buffer中。在事务提交时，会将redo log buffer中的数据刷新到redo log磁盘文件中。 过一段时间之后，如果刷新缓冲区的脏页到磁盘时，发生错误，此时就可以借助于redo log进行数据 恢复，这样就保证了事务的持久性。 而如果脏页成功刷新到磁盘 或 或者涉及到的数据已经落盘，此时redolog就没有作用了，就可以删除了，所以存在的两个redolog文件是循环写的。

2）、undo log

定义： 回滚日志，用于记录数据被修改前的信息 , 作用包含两个 : 提供回滚(保证事务的原子性) 和 MVCC(多版本并发控制) 。 （记录的是逻辑日志）

存储内容： 可以认为当delete一条记录时，undo log中会记录一条对应的insert记录，反之亦然，当update一条记录时，它记录一条对应相反的 update记录。当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。 （简而言之：记录的数据是为了还原数据库）

存储和销毁：

• 存储：undo log采用段的方式进行管理和记录，存放在前面介绍的 rollback segment 回滚段中，内部包含1024个undo log segment。
• 销毁： undo log在事务执行时产生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些 日志可能还用于MVCC。

4、MVCC（多版本并发控制）

先介绍下面两个定义，便于理解

1、当前读：读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作，如：select ... lock in share mode(共享锁)，select ... for update、update、insert、delete(排他锁)都是一种当前读。

2、快照读： 简单的select（不加锁）就是快照读，快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据， 不加锁，是非阻塞读。

• Read Committed：每次select，都生成一个快照读。
• Repeatable Read：开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
• Serializable：快照读会退化为当前读

定义： 全称 Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本， 使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log日志、readView。

1）、隐藏字段

在我们创建一个新的表的时候， InnoDB还会自动的给我们添加三个隐藏字段及其含义分别是：

2）、undo log

版本链：

结论： 最终我们发现，不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。

3）、Redview

不同的隔离级别，生成ReadView的时机不同：

• READ COMMITTED ：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。
• REPEATABLE READ：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。

MVCC的实现原理就是通过 InnoDB表的隐藏字段、UndoLog 版本链、ReadView来实现的。 而MVCC + 锁，则实现了事务的隔离性。 而一致性则是由redolog 与 undolog保证。

十、日志

MySQL中日志分为以下四个类型的日志

• 错误日志： 错误日志是 MySQL 中最重要的日志之一，它记录了当 mysqld 启动和停止时，以及服务器在运行过 程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时，建议首先查看此日志。

• 二进制日志： 二进制日志（BINLOG）记录了所有的 DDL（数据定义语言）语句和 DML（数据操纵语言）语句，但 不包括数据查询（SELECT、SHOW）语句。 作用：①. 灾难时的数据恢复；②. MySQL的主从复制。

• 查询日志： 查询日志中记录了客户端的所有操作语句，而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下， 查询日志是未开启的

• 慢查询日志： 慢查询日志记录了所有执行时间超过参数 long_query_time 设置值并且扫描记录数不小于 min_examined_row_limit 的所有的SQL语句的日志，默认未开启。long_query_time 默认为 10 秒，最小为 0， 精度可以到微秒。

十一、主从复制

概念： 是指将主数据库的 DDL 和 DML 操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这 些日志重新执行（也叫重做），从而使得从库和主库的数据保持同步。 MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制， 从库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状 复制。

优点：

• 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务。
• 实现读写分离，降低主库的访问压力。
• 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务。

1、主库配置

• 1、修改配置文件： /etc/my.cnf

#mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 – 232-1，默认为1
server-id=1

#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=0

#忽略的数据, 指不需要同步的数据库
#binlog-ignore-db=mysql
#指定同步的数据库
#binlog-do-db=db01

• 2、重启MySQL数据库： systemctl restart mysqld

• 3、登录mysql，创建远程连接的账号，并授予主从复制权限

-- 创建itcast用户，并设置密码，该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456';

-- 为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%';

• 4、 通过指令，查看二进制日志坐标： show master status

字段含义说明：

• file : 从哪个日志文件开始推送日志文件
• position ： 从哪个位置开始推送日志
• binlog_ignore_db : 指定不需要同步的数据库

2、从库配置

• 1、修改配置文件：/etc/my.cnf

-- mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 – 2^32-1，和主库不一样即可
server-id=2

-- 是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=1

• 2、重启MySQL服务： systemctl restart mysqld

• 3、登录MySQL，设置主库配置

CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_HOST='192.168.200.200',
SOURCE_USER='itcast',
SOURCE_PASSWORD='Root@123456', SOURCE_LOG_FILE='binlog.000004',
SOURCE_LOG_POS=663;

上述是8.0.23中的语法。如果mysql是 8.0.23 之前的版本，执行如下SQL：

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.200',
MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000004',
MASTER_LOG_POS=663;

• 4、开启同步操作： start replica ; #8.0.22之后

start slave ; #8.0.22之前

• 5、查看主从同步状态： show replica status ; #8.0.22之后

  show slave status ; #8.0.22之前

主要查看两个字段是否为YES：Replica_IO_Running 、Replica_SQL_Running ，两个字段都为YES的话，则证明主从复制已经开启。

十二、分库分表

分库分表的中心思想都是将数据分散存储，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能 问题，从而达到提升数据库性能的目的。

1、拆分策略

分库分表的形式，主要是两种：垂直拆分和水平拆分。而拆分的粒度，一般又分为分库和分表，所以组 成的拆分策略最终如下：

实现技术：

• shardingJDBC：基于AOP原理，在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截，解析、改写、路由处 理。需要自行编码配置实现，只支持java语言，性能较高。

• MyCat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及前者

2、MyCat

介绍： Mycat是开源的、活跃的、基于Java语言编写的MySQL数据库中间件。可以像使用mysql一样来使用 mycat，对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。 开发人员只需要连接MyCat即可，而具体底层用到几台数据库，每一台数据库服务器里面存储了什么数 据，都无需关心。 具体的分库分表的策略，只需要在MyCat中配置即可。

启动：mycat start ，停止：mycat stop

MyCat的整体结构中，分为两个部分：上面的逻辑结构，下面的物理结构，示意如下：

1）、配置

schema.xml 配置文件

在schema.xml中配置逻辑库、逻辑表、数据节点、节点主机等相关信息。具体的配置如下：

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">
<!-- 	核心配置：schema 标签用于定义 MyCat实例中的逻辑库 , 一个MyCat实例中, 可以有多个逻辑库 , 可以通
过 schema 标签来划分不同的逻辑库。MyCat中的逻辑库的概念，等同于MySQL中的database概念
, 需要操作某个逻辑库下的表时, 也需要切换逻辑库(use xxx)。 -->
<!-- 	schema 的核心属性：
	1、name：指定自定义的逻辑库库名
	2、checkSQLschema：在SQL语句操作时指定了数据库名称，执行时是否自动去除；true：自动去
除，false：不自动去除
	3、sqlMaxLimit：如果未指定limit进行查询，列表查询模式查询多少条记录
-->
	<schema name="DB01" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
<!-- table 标签定义了MyCat中逻辑库schema下的逻辑表 , 所有需要拆分的表都需要在table标签中定义
		核心属性：
		1、name：定义逻辑表表名，在该逻辑库下唯一
		2、dataNode：定义逻辑表所属的dataNode，该属性需要与dataNode标签中name对应；多个dataNode逗号分隔
		3、rule：分片规则的名字，分片规则名字是在rule.xml中定义的
		4、primaryKey：逻辑表对应真实表的主键
		5、type：逻辑表的类型，目前逻辑表只有全局表和普通表，如果未配置，就是普通表；全局表，配置为 global
-->
		<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long"/>
	</schema>

<!-- 	dataNode核心属性：
      1、name：定义数据节点名称
			2、dataHost：数据库实例主机名称，引用自 dataHost 标签中name属性
			3、database：定义分片所属数据库 -->
	<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" />
	<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" />
	<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />

<!-- 	该标签在MyCat逻辑库中作为底层标签存在, 直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。
	核心属性：
		1、name：唯一标识，供上层标签使用
		2、maxCon/minCon：最大连接数/最小连接数
		3、balance：负载均衡策略，取值 0,1,2,3
		4、writeType：写操作分发方式（0：写操作转发到第一个writeHost，第一个挂了，切换到第二个；1：写操作随机分发到配置的writeHost）
		5、dbDriver：数据库驱动，支持 native、jdbc
-->
	<dataHost name="dhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
		writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
		slaveThreshold="100">
		<heartbeat>select user()</heartbeat>
		<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.210:3306?
			useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
			user="root" password="1234" />
	</dataHost>
	<dataHost name="dhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
		writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
		slaveThreshold="100">
		<heartbeat>select user()</heartbeat>
		<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
			useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
			user="root" password="1234" />
	</dataHost>
</mycat:schema>

rule.xml 配置文件

rule.xml中定义所有拆分表的规则, 在使用过程中可以灵活的使用分片算法, 或者对同一个分片算法 使用不同的参数, 它让分片过程可配置化。主要包含两类标签：tableRule、Function

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:rule SYSTEM "rule.dtd">
<mycat:rule xmlns:mycat="http://io.mycat/">
	<tableRule name="rule1">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>func1</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>

	<tableRule name="rule2">
		<rule>
			<columns>user_id</columns>
			<algorithm>func1</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>

	<tableRule name="sharding-by-intfile">
		<rule>
			<columns>sharding_id</columns>
			<algorithm>hash-int</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="auto-sharding-long">
		<rule>
	<!-- 	表明根据ID进行分片  -->
			<columns>id</columns>
			<algorithm>rang-long</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="mod-long">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>mod-long</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="sharding-by-murmur">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>murmur</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="crc32slot">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>crc32slot</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="sharding-by-month">
		<rule>
			<columns>create_time</columns>
			<algorithm>partbymonth</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>
	<tableRule name="latest-month-calldate">
		<rule>
			<columns>calldate</columns>
			<algorithm>latestMonth</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>

	<tableRule name="auto-sharding-rang-mod">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>rang-mod</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>

	<tableRule name="jch">
		<rule>
			<columns>id</columns>
			<algorithm>jump-consistent-hash</algorithm>
		</rule>
	</tableRule>

	<function name="murmur"class="io.mycat.route.function.PartitionByMurmurHash">
		<!-- 默认是0 -->
		<property name="seed">0</property>
		<!-- 要分片的数据库节点数量，必须指定，否则没法分片 -->
		<property name="count">2</property>

		<property name="virtualBucketTimes">160</property>
<!-- 一个实际的数据库节点被映射为这么多虚拟节点，默认是160倍，也就是虚拟节点数是物理节点数的160倍
		 <property name="weightMapFile">weightMapFile</property> 节点的权重，没有指定权重的节点默认是1。以properties文件的格式填写，以从0开始到count-1的整数值也就是节点索引为key，以节点权重值为值。所有权重值必须是正整数，否则以1代替
		 <property name="bucketMapPath">/etc/mycat/bucketMapPath</property>
		用于测试时观察各物理节点与虚拟节点的分布情况，如果指定了这个属性，会把虚拟节点的murmur hash值与物理节点的映射按行输出到这个文件，没有默认值，如果不指定，就不会输出任何东西
-->
	</function>

	<function name="crc32slot"
		class="io.mycat.route.function.PartitionByCRC32PreSlot">
	</function>
	<function name="hash-int"
		class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap">
		<property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property>
	</function>
	<function name="rang-long"
		class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">
		<property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>
	</function>
	<function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod">
		<!-- how many data nodes -->
		<property name="count">3</property>
	</function>

	<function name="func1" class="io.mycat.route.function.PartitionByLong">
		<property name="partitionCount">8</property>
		<property name="partitionLength">128</property>
	</function>
	<function name="latestMonth"
		class="io.mycat.route.function.LatestMonthPartion">
		<property name="splitOneDay">24</property>
	</function>
	<function name="partbymonth"
		class="io.mycat.route.function.PartitionByMonth">
		<property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
		<property name="sBeginDate">2015-01-01</property>
	</function>

	<function name="rang-mod" class="io.mycat.route.function.PartitionByRangeMod">
		<property name="mapFile">partition-range-mod.txt</property>
	</function>

	<function name="jump-consistent-hash" class="io.mycat.route.function.PartitionByJumpConsistentHash">
		<property name="totalBuckets">3</property>
	</function>
</mycat:rule>

server.xml 配置文件

server.xml配置文件包含了MyCat的系统配置信息，主要有两个重要的标签：system、user。

1、system 标签

详解请看链接：

MyCat配置文件详解--server.xml_Fighter168的博客-CSDN博客

2、user 标签

2）、分片

垂直分库及测试

<schema name="SHOPPING" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
	<table name="tb_goods_base" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
	<table name="tb_goods_brand" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
	<table name="tb_goods_cat" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
	<table name="tb_goods_desc" dataNode="dn1" primaryKey="goods_id" />

	<table name="tb_goods_item" dataNode="dn1" primaryKey="id" />
	<table name="tb_order_item" dataNode="dn2" primaryKey="id" />
	<table name="tb_order_master" dataNode="dn2" primaryKey="order_id" />
	<table name="tb_order_pay_log" dataNode="dn2" primaryKey="out_trade_no" />

	<table name="tb_user" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
	<table name="tb_user_address" dataNode="dn3" primaryKey="id" />
	<table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
	<table name="tb_areas_city" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
	<table name="tb_areas_region" dataNode="dn3" primaryKey="id"/>
</schema>

<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="shopping" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="shopping" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="shopping" />
<dataHost name="dhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
	writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
	slaveThreshold="100">
	<heartbeat>select user()</heartbeat>
	<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.210:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" />
</dataHost>
<dataHost name="dhost2" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
	writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
	slaveThreshold="100">
	<heartbeat>select user()</heartbeat>
	<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" />
</dataHost>
<dataHost name="dhost3" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
	writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1"
	slaveThreshold="100">
	<heartbeat>select user()</heartbeat>
	<writeHost host="master" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" />
</dataHost>

可能会遇到的情况：执行某条SQL语句的时候，由于不在同一个服务器，执行SQL语句会报错，而解决的办法是设置一个全局表可以解决这个问题。

**解决：将多个业务中都会使用到的表，在每一个服务的数据库中都添加上该表。具体操作如下： 修改schema.xml中的逻辑表的配置，修改 tb_areas_provinces、tb_areas_city、 tb_areas_region 三个逻辑表，增加 type 属性，配置为global，就代表该表是全局表，就会在 所涉及到的dataNode中创建给表。对于当前配置来说，也就意味着所有的节点中都有该表了。 **

<table name="tb_areas_provinces" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
	type="global"/>
<table name="tb_areas_city" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
	type="global"/>
<table name="tb_areas_region" dataNode="dn1,dn2,dn3" primaryKey="id"
	type="global"/>

水平分表

<schema name="ITCAST" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100">
	<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />
</schema>
<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

tb_log表最终落在3个节点中，分别是 dn4、dn5、dn6 ，而具体的数据分别存储在 dhost1、 dhost2、dhost3的itcast数据库中。

分片规则

1、范围分片

定义：根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况， 来决定该数据属于哪一个分片，对应的配置如下

<table name="TB_ORDER" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />

<dataNode name="dn1" dataHost="dhost1" database="db01" />
<dataNode name="dn2" dataHost="dhost2" database="db01" />
<dataNode name="dn3" dataHost="dhost3" database="db01" />

<tableRule name="auto-sharding-long">
	<rule>
		<columns>id</columns>
		<algorithm>rang-long</algorithm>
	</rule>
</tableRule>
<function name="rang-long" class="io.mycat.route.function.AutoPartitionByLong">
	<property name="mapFile">autopartition-long.txt</property>
	<property name="defaultNode">0</property>
</function>

2、取模分片

定义： 根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结果， 来决定该数据属于哪一个分片

<table name="tb_log" dataNode="dn4,dn5,dn6" primaryKey="id" rule="mod-long" />

<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

<tableRule name="mod-long">
	<rule>
		<columns>id</columns>
		<algorithm>mod-long</algorithm>
	</rule>
</tableRule>

<function name="mod-long" class="io.mycat.route.function.PartitionByMod">
	<property name="count">3</property>
</function>

3、一致性hash分片

定义： 所谓一致性哈希，相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中，不会因为分区节点的增加而改 变原来数据的分区位置，有效的解决了分布式数据的拓容问题。

<!-- 一致性hash -->
<table name="tb_order" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-murmur" />

<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

<tableRule name="sharding-by-murmur">
	<rule>
		<columns>id</columns>
		<algorithm>murmur</algorithm>
	</rule>
</tableRule>
<function name="murmur" class="io.mycat.route.function.PartitionByMurmurHash">
	<property name="seed">0</property><!-- 默认是0 -->
	<property name="count">3</property>
	<property name="virtualBucketTimes">160</property>
</function>

4、枚举分片

定义： 通过在配置文件中配置可能的枚举值, 指定数据分布到不同数据节点上, 本规则适用于按照省份、性 别、状态拆分数据等业务 。

<!-- 枚举 -->
<table name="tb_user" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-intfile-enumstatus"
/>

<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

<tableRule name="sharding-by-intfile">
	<rule>
		<columns>sharding_id</columns>
		<algorithm>hash-int</algorithm>
	</rule>
</tableRule>
<!-- 自己增加 tableRule -->
<tableRule name="sharding-by-intfile-enumstatus">
	<rule>
		<columns>status</columns>
		<algorithm>hash-int</algorithm>
	</rule>
</tableRule>
<function name="hash-int" class="io.mycat.route.function.PartitionByFileMap">
	<property name="defaultNode">2</property>
	<property name="mapFile">partition-hash-int.txt</property>
</function>

partition-hash-int.txt ，内容如下 : 1=0，2=1，3=2 ，指定的规则字段为1的话，放入第一张表，规则字段为2的话，放入第二张表；规则字段为3的话，放入第三张表

5、应用指定算法

定义：运行阶段由应用自主决定路由到那个分片 , 直接根据字符子串（必须是数字）计算分片号。

<!-- 应用指定算法 -->
<table name="tb_app" dataNode="dn4,dn5,dn6" rule="sharding-by-substring" />

<dataNode name="dn4" dataHost="dhost1" database="itcast" />
<dataNode name="dn5" dataHost="dhost2" database="itcast" />
<dataNode name="dn6" dataHost="dhost3" database="itcast" />

<tableRule name="sharding-by-substring">
	<rule>
		<columns>id</columns>
		<algorithm>sharding-by-substring</algorithm>
	</rule>
</tableRule>

<function name="sharding-by-substring"
	class="io.mycat.route.function.PartitionDirectBySubString">
	<property name="startIndex">0</property> <!-- zero-based -->
	<property name="size">2</property>
	<property name="partitionCount">3</property>
	<property name="defaultPartition">0</property>
</function>

示例说明 : id=05-100000002 , 在此配置中代表根据id中从 startIndex=0，开始，截取siz=2位数字即 05，05就是获取的分区，如果没找到对应的分片则默认分配到defaultPartition 。

6、固定分片hash算法

定义： 该算法类似于十进制的求模运算，但是为二进制的操作，例如，取 id 的二进制低 10 位 与 1111111111 进行位 & 运算，位与运算最小值为 0000000000，最大值为1111111111，转换为十 进制，也就是位于0-1023之间。

特点：

• 如果是求模，连续的值，分别分配到各个不同的分片；但是此算法会将连续的值可能分配到相同的 分片，降低事务处理的难度。
• 可以均匀分配，也可以非均匀分配。
• 分片字段必须为数字类型。

<tableRule name="sharding-by-long-hash">
	<rule>
		<columns>id</columns>
		<algorithm>sharding-by-long-hash</algorithm>
	</rule>
</tableRule>
<!-- 分片总长度为1024，count与length数组长度必须一致； -->
<function name="sharding-by-long-hash"
	class="io.mycat.route.function.PartitionByLong">
	<property name="partitionCount">2,1</property>
	<property name="partitionLength">256,512</property>
</function>

7、字符串hash解析算法

定义：截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出分片。

<tableRule name="sharding-by-stringhash">
	<rule>
		<columns>name</columns>
		<algorithm>sharding-by-stringhash</algorithm>
	</rule>
</tableRule>

<function name="sharding-by-stringhash"
	class="io.mycat.route.function.PartitionByString">
	<property name="partitionLength">512</property> <!-- zero-based -->
	<property name="partitionCount">2</property>
	<property name="hashSlice">0:2</property>
</function>

8、按（天）日期分片

定义： 按照日期及对应的时间周期来分片。

<tableRule name="sharding-by-date">
	<rule>
		<columns>create_time</columns>
		<algorithm>sharding-by-date</algorithm>
	</rule>
</tableRule>

<function name="sharding-by-date"
	class="io.mycat.route.function.PartitionByDate">
	<property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
	<property name="sBeginDate">2022-01-01</property>
	<property name="sEndDate">2022-01-30</property>
	<property name="sPartionDay">10</property>
</function>
<!--
从开始时间开始，每10天为一个分片，到达结束时间之后，会重复开始分片插入
配置表的 dataNode 的分片，必须和分片规则数量一致，例如 2022-01-01 到 2022-12-31 ，每
10天一个分片，一共需要37个分片。
-->

9、按自然月分片

定义： 使用场景为按照月份来分片, 每个自然月为一个分片。

<tableRule name="sharding-by-month">
	<rule>
		<columns>create_time</columns>
		<algorithm>partbymonth</algorithm>
	</rule>
</tableRule>

<function name="partbymonth" class="io.mycat.route.function.PartitionByMonth">
	<property name="dateFormat">yyyy-MM-dd</property>
	<property name="sBeginDate">2022-01-01</property>
	<property name="sEndDate">2022-03-31</property>
</function>
<!--
从开始时间开始，一个月为一个分片，到达结束时间之后，会重复开始分片插入
配置表的 dataNode 的分片，必须和分片规则数量一致，例如 2022-01-01 到 2022-12-31 ，一
共需要12个分片。
-->

十三、读写分离

定义： 读写分离,简单地说是把对数据库的读和写操作分开,以对应不同的数据库服务器。主数据库提供写操 作，从数据库提供读操作，这样能有效地减轻单台数据库的压力。 通过MyCat即可轻易实现上述功能，不仅可以支持MySQL，也可以支持Oracle和SQL Server。

1、一主一从

原理：MySQL的主从复杂，是基于二进制文件binlog 实现的

<!-- 配置逻辑库 -->
<schema name="ITCAST_RW" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn7">
</schema>

<dataNode name="dn7" dataHost="dhost7" database="itcast" />

<dataHost name="dhost7" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0"
	dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1" slaveThreshold="100">
	<heartbeat>select user()</heartbeat>
	<writeHost host="master1" url="jdbc:mysql://192.168.200.211:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" >
		<readHost host="slave1" url="jdbc:mysql://192.168.200.212:3306?
			useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
			user="root" password="1234" />
	</writeHost>
</dataHost>

writeHost代表的是写操作对应的数据库，readHost代表的是读操作对应的数据库。 所以我们要想 实现读写分离，就得配置writeHost关联的是主库，readHost关联的是从库。 而仅仅配置好了writeHost以及readHost还不能完成读写分离，还需要配置一个非常重要的负责均衡 的参数 balance，取值有4种，具体含义如下：

参数值	含义
0	不开启读写分离机制 , 所有读操作都发送到当前可用的writeHost上
1	全部的readHost 与 备用的writeHost 都参与select 语句的负载均衡（主要针对 于双主双从模式）
2	所有的读写操作都随机在writeHost , readHost上分发
3	所有的读请求随机分发到writeHost对应的readHost上执行, writeHost不负担读压 力

存在的问题： 当主节点Master宕机之后，业务系统就只能够读，而不能写入数据了。 解决办法：通过双主双从的主从复制结构来实现

2、双主双从

定义：

一个主机 Master1 用于处理所有写请求，它的从机 Slave1 和另一台主机 Master2 还有它的从 机 Slave2 负责所有读请求。当 Master1 主机宕机后，Master2 主机负责写请求，Master1 、 Master2 互为备机。架构图如下:



配置：将两台从库关联到两个主库，同时两个主库也需要进行相互关联。

读写分离： MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控 制，通过writeType及switchType来完成失败自动切换的 配置如下：

<schema name="ITCAST_RW2" checkSQLschema="true" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn7">
</schema>

<dataNode name="dn7" dataHost="dhost7" database="db01" />

<dataHost name="dhost7" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0"
	dbType="mysql" dbDriver="jdbc" switchType="1" slaveThreshold="100">
	<heartbeat>select user()</heartbeat>

	<writeHost host="master1" url="jdbc:mysql://192.168.200.211:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" >
		<readHost host="slave1" url="jdbc:mysql://192.168.200.212:3306?
			useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
			user="root" password="1234" />
	</writeHost>

	<writeHost host="master2" url="jdbc:mysql://192.168.200.213:3306?
		useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
		user="root" password="1234" >
		<readHost host="slave2" url="jdbc:mysql://192.168.200.214:3306?
			useSSL=false&amp;serverTimezone=Asia/Shanghai&amp;characterEncoding=utf8"
			user="root" password="1234" />
	</writeHost>
</dataHost>

属性说明：

• balance="1" ：代表全部的 readHost 与 stand by writeHost 参与 select 语句的负载均衡，简单的说，当双主双从模式(M1->S1，M2->S2，并且 M1 与 M2 互为主备)，正常情况下， M2,S1,S2 都参与 select 语句的负载均衡 ;
• writeType
  • 0： 写操作都转发到第1台writeHost, writeHost1挂了, 会切换到writeHost2上;
  • 1： 所有的写操作都随机地发送到配置的writeHost上 ;
• switchType
  • -1：不自动切换
  • 1：自动切换