【分布式架构初探】

第五节-猫从哪里来，要到哪里去(Mycat的前世今生)

5.1 MyCAT猫的前世
5.2 MyCAT猫的今生
5.3 十分钟安装使用
5.4 MYCAT下实现读写分离
5.5 切！切！切！MyCAT中分表分库策略
5.6 MyCAT的五脏六腑
5.7 课后作业

5.1 MyCAT猫的前世###

最近猫为什么这么火，Apache的猫，MyCAT的猫。
差不多都长这个样

5.1-01.png

MyCAT原来本没有想着来生做猫的，因为他的前世是阿里的Cobar,
转世之后，成为了MyCAT，并且开源了，就立志做一个中国的Apache猫.

说道他的前世是阿里的Cobar, Cobar的作者离职了以后，Cobar就几乎没有进行后续开发和维护了，
后来转为开源的MyCAT，又进行了迅速的发展，现在初步统计有超过300个项目使用mycat,其中包括:
中国电信／中国联通／蒲公英传媒／天狮集团等等

5.1-02.png

为什么有这么多的知名公司使用mycat 呢， 我们看看他们的业务量，
1.安智账户系统， 数据量单表6000万条，20多张表，上亿条数据, 系统运行良好，偶尔有SQL操作迟缓的现象。
2.公安项目，20个表，30多亿条数据，选取适合的业务使用mycat

从这些项目中我们可以看出，mycat擅长对上亿条单表数据量的处理，并提供良好的实时查询服务。
而我们知道，MYSQL的库中很难处理上亿条数据的查询工作，MYCAT提高了MYSQL数据库的处理能力，
从官方的解释来看，MYCAT适合处理千亿条以下的数据，千亿条以上的数据更适合HADOOP这些系统来处理。

说了半天，什么是MYCAT呢？
MYCAT就是一个虚拟的MYSQL SERVER， 这么说可能不太理解， 但是对于应用来说，他就是一个MYSQL SERVER，
应用就像连接普通的MYSQL数据库一样的 去连接他，SQL查询、操作等等一模一样。

而MYCAT把数据库复杂的架构，以及背后复杂的分表分库的逻辑全部透明化了，MYCAT中间件连接多个MYSQL数据库，
多个数据库之间还可以做主从同步，而这一切的一切，对应用来说，只有一个数据库，那就是MYCAT。

5.2 MyCAT猫的今生###

MYCAT发展到现在已经不仅仅是MYSQL的代理了，它还支持SQLSERVER/ORACLE/DB2/POSTGRESQL等主流数据库。
MYCAT还可以将一个表定义为任何一种MYCAT支持的存储方式，比如MySQL的MyISAM 表、内存表、或者MongDB这种
内存数据库上。

MYCAT这么强大，那么他的原理是不是特别的复杂，非也，Mycat 的原理可以用一个动词来形容：”拦截“
它拦截应用发送过来的SQL, 并对SQL语句进行一些特定的分析：分片分析、路由分析、读写分离分析、缓存分析等，然后将
分析后的SQL分别发送到不同的真实数据库，最后对数据库返回的结果进行处理，返回给用户。

5.2-01.png

下面列举几个MYCAT 典型的应用场景：

• 单纯的读写分离，在下面我们会有讲解如何进行Mycat下面的读写分离的配置
• 分表分库，对于超过1000万的表进行分片，最大支持1000亿的单表分片
• 多租户应用，每个应用一个库，但应用程序只连接MYCAT ,从而不改变程序本身，实现多租户
• 报表系统，借助于MYCAT的分表能力，处理大规模报表的统计
• 替代HBase, 分析大数据
• 作为海量数据实时查询的一种简单有效的解决方案， 比如100亿条数据需要在3秒内实时查询出来，此时可以考虑MYCAT

现在MYCAT社区活跃，MYCAT 周边的系统也慢慢衍生出来，慢慢的形成了MYCAT生态圈了，像MYCAT-WEB 监控，MYCAT-HA
高可用方案等等，所以MYCAT还是很值得我们学习和研究的。

5.3 十分钟安装使用###

MYCAT虽然强大，但是他的安装却十分简单， 下面我们进入我们十分钟安装教程：

1.下载MYCAT安装包####

在GitHub 的 MyCATApache项目下，我们找到
https://github.com/MyCATApache/Mycat-download/tree/master/1.5-RELEASE
选取 Mycat-server-1.5.1-RELEASE-20160929233042-linux.tar.gz
linux 版本进行 下载

目前1.6版本部分功能还在开发中，1.5版本比较稳定，建议下载1.5用于生产环境使用

2. 解压运行MYCAT安装包####

下载文件是一个tar的linux压缩包，用解压命令
tar -zxvf Mycat-server-1.5.1-RELEASE-20160929233042-linux.tar.gz

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启动命令
./mycat start|restart|stop|console 常用几项内容

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日志文件
logs/wrapper.log mycat服务器日志
logs/mycat.log 数据库操作日志，分析数据库操作路由使用。

启动MyCat最主要的几个配置文件：
conf/server.xml 服务器用户、虚拟Sechma、端口等配置信息。
conf/sechma.xml 物理数据库映射。

使用MyCAT来说的话，最主要的就是修改这两个文件，接下来我们实现MYCAT下的读写分离。

5.4 MYCAT下实现读写分离###

首先参考上一节MYSQL配置主从复制，配置好主从数据库之间的数据复制功能。

1.登录主服务器的mysql，查询master的状态####

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000010 | 106 | db1,db2,db3 | mysql |
+------------------+----------+--------------+------------------+
Master 重启后会修改mysql-bin（序号加1）

2.查看Slave机有没有配置成功：####

mysql> show slave status\G
以下两个参数必须为YES：
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

3.MyCAT的配置####

不使用Mycat托管的 MySQL主从服务器

schema.xml
<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="0"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="hostM" url="172.19.4.239:3306" user="root" password="123456"></writeHost>
</dataHost>

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="172.19.4.239:3306" user="root" password="123456">
<readHost host="hostS" url="172.19.4.240:3306" user="root" password="123456" />
</writeHost>
</dataHost>

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。

这样配置了以后，就已经实现了读写分离的功能， 还可以对数据库进行负载均衡
启动mycat , 用应用或者Navicat等工具 连接mycat ，端口是 8066
insert , select 进行测试。

5.5 切！切！切！MyCAT中分表分库策略###

上面只是实现了如何进行读写分离，基于数据库的主从同步复制的原理， 我们在之前的课程里已经知道，
主从同步复制的数据是 ，保证从数据库和主库的数据一模一样，也就是说数据是多复制了一份出来，

而MYCAT 只所以能支持上百亿的数据量，在于他的另一个功能：分表分库策略
分表分库简单来说，就是MYCAT 下面连接的数据库节点，打比方说有dn1,dn2,dn3， 他们每个库中的数据
是各不相同的。
把MYCAT当做一个虚拟数据库来看，travelrecord 是MYCAT下面建的一张表， 应用调用MYCAT
库可以调用到整张表的数据， 但是如果查询某一个节点dn1 , 则只能查询到一部分数据(通常是1/3)的数据
dn1, dn2 , dn3 各自存储了一部分的数据， 但是可以通过MYCAT 来查询到整张表的数据，
这样增强了每个数据库的数据存储处理能力， 这就是MYCAT的高明之处，也就是为什么他能够处理上百亿条数据的奥妙。

这里列出一个简单的分表分库的配置：
schema.xml
<table name="travelrecord" dataNode="dn1,dn2,dn3" rule="auto-sharding-long" />
在schema中 我们需要配置mycat 中的虚拟表table ，以及他的rule ，分表规则
auto-sharding-long 的意思是 事先已经定义好每个dn的 范围，根据范围划分，这个规则在rule.xml中进行配置.

datanode 的配置：
<dataNode name="dn1" dataHost="localhost1" database="db1" />
<dataNode name="dn2" dataHost="localhost2" database="db2" />
<dataNode name="dn3" dataHost="localhost3" 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="172.19.4.3:3306" user="root" password="123456"></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="hostM2" url="172.19.4.201:3306" user="root" password="123456"></writeHost>
</dataHost>

<dataHost name="localhost3" 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="hostM2" url="172.19.4.86:3306" user="root" password="123456"></writeHost>
</dataHost>

这样数据就是自动切分到这3个不同的datanode中了， select 取出来也是完整的数据。

分表分库还有一点窍门就是，你的数据是纵向来切，还是横向来切，
上面讲的那个是 横向来切：就是把一张表的数据 切到不同的 数据库中。

纵向切更简单，就是以表来分库， 不同的表 放到不同的库中， 表中的数据在某个库中是完整的。

5.6 MyCAT的五脏六腑###

学会了MYCAT来做读写分离和分表分库的使用以后，我们应该更深入MYCAT的五脏六腑，了解MYCAT的运行机制，这样对线上的应用处理一些
应急事故，以及解决一些问题提供思路，非常的有帮助，有能力的童鞋还可以参与到MYCAT的后续开发中来。

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MYCAT 的后端通信采用了NIO非阻塞 和AIO 异步通信方式， 使得通信效率更高
SQL解析这一块用到了阿里的Druid进行解析
协议这一块，对于MYSQL数据库采用原生的二进制协议，还支持驱动方式的连接
并且MYCAT还增加order by , group by ,limit 等聚合功能的支持

有兴趣的童鞋可以对 MYCAT线程池、网络通信、路由分发、事务管理、缓存等模块做输入的学习和分析。

5.7 课后作业###

1. 用MYCAT 实现上一节中的 读写分离案例
2. 用MYCAT 实现一个分表分库的应用

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