數據庫中間件分片算法之hash

前言

夜深人靜的時候，打開雲音樂，點上一曲攀登，帶上真無線藍牙耳機，瞬間燃到爆，鍵盤打字如飛倦意全無。

分片規則

這幾天有人問我，dble和MyCat到底有什麼不一樣。其實dble做爲MyCAT的同門，吸取了MyCat的精華，同時也相應的作了一些減法。只支持MySQL顯得更加的純粹。因此選擇對比學習二者我以爲挺好。

前面咱們學習了schema.xml文件的配置，咱們能獨立的把邏輯庫和邏輯表搭建起來，讓數據表跟隨咱們的定義規則(取模)進行分佈。今天咱們介紹具體的分片算法。dble相對於mycat來講，是作了一些減法的。好比一致hash算法就沒有,而是使用了jumpstringhash代替了一致性hash。具體緣由能夠參考文章dble 沿用 jumpstringhash,移除 Mycat 一致性 hash 緣由

1. hash分區算法
2. stringhash分區算法
3. enum分區算法
4. numberrange分區算法
5. patternrange分區算法
6. date分區算法
7. jumpstringhash算法

HASH分區算法

Hash分區算法是一種比較典型並且經常使用的算法。要使用HASH分區算法須要在rule.xml中定義兩個部分。

分區規則定義

以下所示，使用tableRule標籤訂義，name對應的是規則的名字，而rule標籤中的columns則對應的分片字段，這個字段必須和表中的字段一致。algorithm則表明了執行分片函數的名字。

<tableRule name="auto-sharding-long">
<rule>
<columns>id</columns>
<algorithm>rang-long</algorithm>
</rule>
</tableRule>
複製代碼

分區算法定義

以下所示，使用function標籤訂義分區算法，name表明算法的名字，算法的名字要和上面的tableRule中的標籤相對應。class：指定分區算法實現類。property指定了對應分區算法的參數。不一樣的算法參數不一樣。

<function name="rang-long"" class="com.actiontech.dble.route.function.AutoPartitionByLong">
<property name="mapFile">auto-sharding-long.txt</property>
...
</function>
複製代碼

先看一下hash分區的定義。function的中的class屬性須要設置爲hash或者com.actiontech.dble.route.function.PartitionByLong規則。而後分區算法對應參數是partitionCount和partitionLength。

<function name="hashLong" class="hash">
<property name="partitionCount">C1[,C2, ...Cn]</property>
<property name="partitionLength">L1[,L2, ...Ln]</property>
</function>
複製代碼

• partitionCount:指定分區的區間數，具體爲 C1 [+C2 + ... + Cn]
• partitionLength:指定各區間長度，具體區間劃分爲 [0, L1), [L1, 2L1), ..., [(C1-1)L1, C1L1), [C1L1, C1L1+L2), [C1L1+L2, C1L1+2L2), ... 其中，每個區間對應一個數據節點。

測試Hash分區算法

1.在啓動的時候，兩個數組點乘作運算，獲得取模數。

2.兩個數組進行叉乘，得出物理分區表。

=

3.根據where條件的值來落入實際分片

select * from shareding_key = 999;
複製代碼

先根據分片鍵取出999，按照公式1的計算結果除取摸，而後獲得的值落到2計算出來的分片中。

4.舉個簡單的例子:

<property name="partitionCount">2,3</property>
<property name="partitionLength">100,50</property>
複製代碼

根據公式1：

也就是傳進來的值須要對350取模。
根據公式2：
物理分區爲

999對350取模，正好是299。落在[250-300]這個區間裏面。也就是第4個區間。
接下來咱們實際來測試一下，咱們在rule.xml中設置以下：

<tableRule name="rule_hash">
    <rule>
        <columns>id</columns>
        <algorithm>func_hash_test</algorithm>
    </rule>
</tableRule>

<function name="func_hash_test" class="Hash">
    <property name="partitionCount">2,3</property>
    <property name="partitionLength">100,50</property>
</function>
複製代碼

咱們經過公式2算出有5個分片。因此在schema.xml中設置table屬性以下：

<table name="hash_test" primaryKey="id" rule="rule_hash" dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4,dn5"/>
複製代碼

5.建立表測試

咱們先使用shell建立1000行數據，在建立表，經過load data語法將咱們shell產生的文件進行導入。

for i in  {1..1000}
do
echo  $i'|name'$[i]'' >>a1.txt 
done
複製代碼

請原諒我做爲一個GEEK，把桌面和終端完美結合成二次元是標配。
這裏能夠看到咱們查詢999這個數據，會自動到dn4這個分片上進行查詢。再好比咱們查500,500對350取模是150，150是落在第二個分區裏面的。

6.另外一個例子

<property name="partitionCount">2</property>
<property name="partitionLength">1000</property>
複製代碼

此時C* L=2*1000=2000,將對2000進行取模。
同時將劃分以下的分區：

注意事項

1. M不能大於2880。2880的緣由是這樣的:2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 24, 30, 32, 36, 40, 45, 48, 60, 64, 72, 80, 90, 96, 120, 144, 160, 180, 192, 240, 288, 320, 360, 480, 576, 720, 960, 1440是2880的約數,這樣預分片擴容方便。
2. N必需要等於schema.xml中使用該分區算法的邏輯表的dataNode屬性指定的DataNode數量之和，好比咱們上面這個算法是5個分區，可是若是你在邏輯表的dataNode屬性中設置分區個數小於5，dataNode="dn1,dn2,dn3,dn4"，則dble就會報錯。 partition size : 5 > table datanode size : 4 please make sure table datanode size = function partition size
3. 和的個數必須相等。
4. 分區字段必須爲整型字段，若是是其餘類型，要求值可轉化爲數字。
5. 當partitionLength爲1時，hash分區算法退化爲求模算法，M及N均爲partitionCount的值。
6. NULL做爲分片列的值的時候數據的結果恆落在0號節點(第一個節點上)，建議最好不要讓這種狀況出現，強制設置分片鍵爲not null。

後記

今天學習了分片算法Hash。後續將繼續分享其餘的算法。謝謝支持！