重磅来袭,使用CRL实现大数据分库分表方案

关于分库分表方案详细介绍

http://blog.csdn.net/bluishglc/article/details/7696085

这里就不作详细描述了

分库分表方案基本脱离不了这个结构,受制于实现的难度,好像没有看到有很方便的实现方案框架

为了解决此问题,在CRL框架基础上作了扩展,使CRL能很好实现此方案,以之前了解到的需求,基本能满足了

本方案拆分结构表示为

会员为业务核心,所有业务围绕会员来进行,所以垂直划分用会员编号作索引,将会员分配到不同的库

会员订单增长量是不固定的,所以需要平水拆分,和分库一样,一个表只存指定会员编号区间的订单

了解基本需求,就可以制作方案了,以下主索引表示主数据编号

库表结构配置

进行操作时,需要知道这个数据放在哪个库,哪个表,因此需要把这个划分结构做成可配置,需要配置有:

• 数据库:一共划分为几个库,主索引区间是多少
• 数据表:一共有几个分表,每个分表容量是多少
• 数据表分表:属于哪个表,主索引区间是多少

将结构以对象形式表示

DataBase 库

/// <summary>
    /// 库
    /// 按主数据分垂直划分,将主数据按不同段存在不同库中
    /// </summary>
    public class DataBase:CRL.IModelBase
    {
        /// <summary>
        /// 库名
        /// </summary>
        public string Name
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 主数据开始INDEX
        /// </summary>
        public int MainDataStartIndex
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 主数据结束INDEX
        /// </summary>
        public int MainDataEndIndex
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 主数据表最大数据量
        /// </summary>
        public int MaxMainDataTotal
        {
            get;
            set;
        }
        public override string ToString()
        {
            return string.Format("名称:{0} 最大主数据量:{1} 索引开始:{2} 结束{3}", Name, MaxMainDataTotal, MainDataStartIndex, MainDataEndIndex);
        }
    }

Table 表

 /// <summary>
    /// 表
    /// 主数据表不分表,只按库分,其它表再按主数据段分表
    /// </summary>
    public class Table:CRL.IModelBase
    {
        /// <summary>
        /// 源表名
        /// </summary>
        [CRL.Attribute.Field(FieldIndexType = Attribute.FieldIndexType.非聚集)]
        public string TableName
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 库名
        /// </summary>
        [CRL.Attribute.Field(FieldIndexType = Attribute.FieldIndexType.非聚集)]
        public string DataBaseName
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 分表数
        /// </summary>
        public int TablePartTotal
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 分表最大数据量
        /// </summary>
        public int MaxPartDataTotal
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 是否为主数据表
        /// 主数据表在当前库只存在一个
        /// </summary>
        public bool IsMainTable
        {
            get;
            set;
        }

    }

TablePart 分表

/// <summary>
    /// 分表,主数据表不分表,只按库分
    /// 其它表按主数据段分
    /// </summary>
    public class TablePart : CRL.IModelBase
    { 
        /// <summary>
        /// 库名
        /// </summary>
        [CRL.Attribute.Field(FieldIndexType = Attribute.FieldIndexType.非聚集)]
        public string DataBaseName
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 源表名
        /// </summary>
        [CRL.Attribute.Field(FieldIndexType = Attribute.FieldIndexType.非聚集)]
        public string TableName
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 分表名
        /// </summary>
        public string PartName
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 分表索引,从0开始
        /// </summary>
        public int PartIndex
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 主数据开始索引值
        /// </summary>
        public int MainDataStartIndex
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// 主数据结束索引值
        /// </summary>
        public int MainDataEndIndex
        {
            get;
            set;
        }
        ///// <summary>
        ///// 分表最大数据量
        ///// </summary>
        //public int MaxPartDataTotal
        //{
        //    get;
        //    set;
        //}
    }

数据定位

通过以上配置,就可以按主索引进行表定位了

过程表示为:初始库表配置=>按主索引定位库=>再定位到表

/// <summary>
        /// 初始表
        /// </summary>
        public static void Init()
        {
            _DataBase = DataBaseManage.Instance.QueryList();
            _Table = TableManage.Instance.QueryList();
            _TablePart = TablePartManage.Instance.QueryList();
        }
        /// <summary>
        /// 按主数据索引,确定库
        /// </summary>
        /// <param name="mainDataIndex"></param>
        /// <returns></returns>
        public static DataBase GetDataBase(int mainDataIndex)
        {
            if (_DataBase.Count() == 0)
            {
                Init();
            }
            var db = _DataBase.Find(b => mainDataIndex >= b.MainDataStartIndex && mainDataIndex <= b.MainDataEndIndex);
            if (db == null)//找属于哪个库
            {
                throw new Exception("找不到指定的库,在主数据索引:" + mainDataIndex);
            }
            return db;
        }
        /// <summary>
        /// 按主数据索引,获取该查询位置
        /// </summary>
        /// <param name="tableName"></param>
        /// <param name="mainDataIndex"></param>
        /// <param name="db"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Location GetLocation(string tableName, int mainDataIndex, DataBase db)
        {
            var table = _Table.Find(b => b.TableName == tableName && b.DataBaseName == db.Name);
            if (table == null)//找哪个表
            {
                throw new Exception(string.Format("找不到指定的表{1}在库{0}", db.Name, tableName));
            }
            TablePart part;
            //找分表
            if (table.IsMainTable)//如果只是主数据表,只按一个找就行了
            {
                part = _TablePart.Find(b => b.TableName == tableName && b.DataBaseName == db.Name);
            }
            else//其它表,按分表找
            {
                part = _TablePart.Find(b => mainDataIndex >= b.MainDataStartIndex && mainDataIndex <= b.MainDataEndIndex && b.TableName == tableName && b.DataBaseName == db.Name);
            }
            if (part == null)
            {
                throw new Exception(string.Format("找不到指定的表{1}在库{0}", db.Name, tableName));
            }
            return new Location() { DataBase = db, TablePart = part };
        }

传入主索引编号,调用定位方法,得到对应的库和表名称

var db=GetDataBase(100);//定位库
var location=GetLocation("Order", 100, db);//定位表

这样,库表位置就有了,剩下的就是对数据进行操作了,不过这需要数据访问框架能动态切换数据连接和映射对象,还好CRL能轻松实现

CRL内部调用比较复杂,这里不写具体实现了,只列出关键方法,详细实现可加入QQ群获取最新源代码

数据连接动态切换

因为CRL的数据访问是在应用层委托实现的,很容易实现,本次升级后增加了分库的区分

//配置数据连接
            CRL.SettingConfig.GetDbAccess = (type) =>
            {
                //可按type区分数据库
                if (type.ShardingDataBase != null)
                {
                    if (type.ShardingDataBase.Name == "db1")//定位到DB1
                    {
                        return WebTest.Code.LocalSqlHelper.TestConnection;
                    }
                    else
                    {
                        return WebTest.Code.LocalSqlHelper.TestConnection2;//定位到DB2
                    }
                }
                else
                {
                    return WebTest.Code.LocalSqlHelper.TestConnection;//默认库
                }
            };

分表映射

在CRL内部实现了分表映射,如果传入了定位,则按定位找到分表名

public static string GetTableName(string tableName, DbContext dbContext)
        {
            if (dbContext != null && dbContext.UseSharding)
            {
                if (dbContext.ShardingMainDataIndex == 0)
                {
                    throw new Exception("未设置分表定位索引,dbContext.ShardingMainDataIndex");
                }
                var location = Sharding.DBService.GetLocation(tableName, dbContext.ShardingMainDataIndex, dbContext.DBLocation.ShardingDataBase);
                tableName = location.TablePart.PartName;
            }
            return tableName;
        }

以上过程表示为

整体封装

和之前CRL业务类封装一样,增加了CRL.Sharding.BaseProvider,继承实现业务对象,就能实现分库分表了

对比之前,此类删除了一些无关方法,增加了SetLocation定位方法

以文档带的例子讲解

会员实现

这里要注意主键的问题,不能为自增

public class MemberSharding : CRL.IModel
    {
        [CRL.Attribute.Field(KeepIdentity=true)]//保持插入主键
        public int Id
        {
            get;
            set;
        }
        public string Name
        {
            get;
            set;
        }
    }
    public class MemberManage : CRL.Sharding.BaseProvider<MemberSharding>
    {
        public static MemberManage Instance
        {
            get { return new MemberManage(); }
        }
    }

订单实现

public class OrderSharding : CRL.IModelBase
    {
        public int MemberId
        {
            get;
            set;
        }
        public string Remark
        {
            get;
            set;
        }
    }
    public class OrderManage : CRL.Sharding.BaseProvider<OrderSharding>
    {
        public static OrderManage Instance
        {
            get { return new OrderManage(); }
        }
    }

初始库表配置

以下会创建两个库 db1,db2
db1会员编号为1~10 ,db2会员编号为 11~20 ,当插入会员编号小于11的数据,则会定位到db1,11到20则会定位到db2
订单表OrderSharding设定为最大主数据容量5,1~5编号的会员订单会放在OrderSharding,6~10则会放到OrderSharding_1

CRL.Sharding.DB.DataBaseManage.Instance.CleanData();
            //创建库分组
            var db = new CRL.Sharding.DB.DataBase();
            db.Name = "db1";
            db.MaxMainDataTotal = 10;
            CRL.Sharding.DB.DataBaseManage.Instance.Create(db);
            CRL.Sharding.DB.DataBaseManage.Instance.Create(db);
            //创建表
            var dbList = CRL.Sharding.DB.DataBaseManage.Instance.QueryList();
            foreach(var item in dbList)
            {
                var table = new CRL.Sharding.DB.Table();
                table.TableName = "MemberSharding";
                table.IsMainTable = true;
                CRL.Sharding.DB.TableManage.Instance.Create(item, table, out error);

                var table2 = new CRL.Sharding.DB.Table();
                table2.TableName = "OrderSharding";
                table2.IsMainTable = false;
                table2.MaxPartDataTotal = 5;
                CRL.Sharding.DB.TableManage.Instance.Create(item, table2, out error);

                //创建分区
                CRL.Sharding.DB.TablePartManage.Instance.Create(table2, out error);
            }

插入会员和订单测试

插入的会员和订单会按库表配置分配到不同的表

这里为了演示,将定位信息保存了

var m = new Code.Sharding.MemberSharding();
            m.Id = Convert.ToInt32(TextBox1.Text);//主索引编号
            var location = CRL.Sharding.DBService.GetLocation("MemberSharding", m.Id);
            m.Name = location.ToString();
            Code.Sharding.MemberManage.Instance.SetLocation(m.Id).Add(m);

            var order = new Code.Sharding.OrderSharding();
            order.MemberId = m.Id;
            var location2 = CRL.Sharding.DBService.GetLocation("OrderSharding", m.Id);
            order.Remark = location2.ToString();
            Code.Sharding.OrderManage.Instance.SetLocation(m.Id).Add(order);
            Label1.Text = "插入会员编号" + m.Id + "," + location + " 订单" + location2;

数据查询

通过主索引编号定位库表,就能跟正常查询一样操作了

 //会员查询
var id  = Convert.ToInt32(TextBox1.Text);//主索引编号
            var list = Code.Sharding.OrderManage.Instance.SetLocation(id).QueryList(b => b.MemberId == id);
            GridView1.DataSource = list;
            GridView1.DataBind();
//订单查询
 var id = Convert.ToInt32(TextBox1.Text);//主索引编号
            var list = Code.Sharding.MemberManage.Instance.SetLocation(id).QueryList(b => b.Id == id);
            GridView1.DataSource = list;
            GridView1.DataBind();

结果演示如下

分表联合查询

查询当前库所有分表订单union结果

设定union方式后,会遍历分表生成union查询

var id = Convert.ToInt32(TextBox1.Text);
            var orderManage = Code.Sharding.OrderManage.Instance.SetLocation(id);
            var query = orderManage.GetLambdaQuery();
            query.UnionType = UnionType.UnionAll;//只需设定union方式即可
            var list = orderManage.QueryList(query);
            GridView1.DataSource = list;
            GridView1.DataBind();

主索引的问题

以上演示主索引编号为手动输入,实际业务是需要从索引表产生,CRL.Sharding也增加了索引获取

CRL.Sharding.DB.DataSequenceManage.Instance.GetSequence();

分表结构创建

分表创建貌似比较麻烦,需要手动创建维护,然而不需要,CRL自动帮你创建了,这就是CRL强大之所在,在找不到表结构时,会按对象结构创建

分库分表难点

库表配置比较容易实现,比较麻烦的地方是从统一入口进行数据操作管理,要达到通用性,框架需要适应不同业务需求,封装和继承需要得到很好的支持

本方案已封装在CRL2.4,在文档示例中也有体现

演示地址:http://crl.changqidongli.com/page/Sharding.aspx

CRL最新版2.4代码在QQ群可以得到,有其它想法欢迎讨论,CRL3.0征集思路中,想共同开发的可与我联系

QQ群:1582632  密语:CRL

CRL框架介绍和早期源码:http://www.cnblogs.com/hubro/p/4616570.html