分片利器 AutoTable：为用户带来「管家式」分片配置体验

2024-04-07 09:34:14

在《DistSQL：像数据库一样使用 Apache ShardingSphere》一文中，Committer 孟浩然为大家介绍了 DistSQL 的设计初衷和语法体系，并通过实战操作展示了一条 SQL 创建分布式数据库表的强大能力，展现了 Apache ShardingSphere 在新形态下的交互体验。

在前文发布后，小助手陆续收到热心读者的私信，询问使用 DistSQL 配置分片规则的细节，以及使用 YAML、Namespace 等形式的配置时，是否可以像 DistSQL 一样快速方便的完成分布式表的配置和创建？本文将为大家解答这些疑问。

江龙滔

SphereEx 中间件研发工程师，Apache ShardingSphere contributor。目前专注于 ShardingSphere 数据库中间件研发及开源社区建设。

背景

Sharding 是 Apache ShardingSphere 的核心特性，也是 ShardingSphere 最被人们熟知的一项能力。在过去，用户若需要进行分库分表，一种典型的实施流程（不含数据迁移）如下：

图1 Sharding 实施流程示意图

在这一过程中，用户需要准确的理解每一张数据表的分片策略、明确的知晓每张表的实际表名和所在数据库，并根据这些信息来配置分片规则。

以上述分库分表场景为例，实际的数据表分布情况可能如下：

图2 8 库 * 4 表分布示意图

痛点

在前述的分库分表场景中，作为 Sharding 功能的用户，必须要对数据表的分布情况了然于心，才能写出正确的 actualDataNodes 规则。如上述 t_order 表对应的分片配置如下：

tables:
  t_order:
    actualDataNodes: ds_${0..7}.t_order_${0..3}
    databaseStrategy: 
      standard:
        shardingColumn: order_id
        shardingAlgorithmName: database_inline
    tableStrategy: 
      standard:
        shardingColumn: order_id
        shardingAlgorithmName: table_inline
shardingAlgorithms:
  database_inline:
    type: INLINE
    props:
      algorithm-expression: ds_${order_id % 8}
  table_inline:
    type: INLINE
    props:
      algorithm-expression: t_order_${order_id % 4}

尽管 ShardingSphere 的配置规则已经非常的规范和简洁，但仍有用户在使用中遇到各种麻烦：

不理解分片策略或配置规则，无从下手
分片配置与数据表实际分布不匹配
配置表达式格式不正确
等等

如这位用户提出的 issue：

AutoTable 横空出世

为了帮助用户更好的使用分片功能，降低配置复杂度和提升使用体验，Apache ShardingSphere 5.0.0 版本推出了一种新的分片配置方式：AutoTable。

顾名思义，AutoTable 类型的数据表，交由 ShardingSphere 自动管理分片，用户只需要指定分片数量和使用的数据源，无需再关心表的具体分布，配置格式如下：

autoTables:
  t_order:
    # 指定使用的数据源
    actualDataSources: ds_${0..7}
    shardingStrategy:
      standard:
        shardingColumn: order_id
        shardingAlgorithmName: mod
shardingAlgorithms:
  mod:
    type: MOD
    props:
      # 指定分片数量
      sharding-count: 32

通过以上配置，ShardingSphere 识别出逻辑表 t_order 需要分为 32 片且使用 8 个数据源，则自动计算出 8 库 * 4 表的分布关系，实现和传统方式等效的配置结果。

与 DistSQL 结合

通过前一节的配置对比，相信读者已经感受到了 AutoTable 带来的变革。不过，随着 DistSQL 的公开，ShardingSphere 还能带给我们更多。

在使用 DistSQL 进行数据管理的场景下，AutoTable 能够极大的降低分片配置复杂度。并且，与传统文件配置形式相比，通过 DistSQL 来配置分片规则是即时生效的，无需重启，这样也就完全不用担心单张表的规则调整影响其他在线业务。

除了新增分片配置，DistSQL 也提供了修改和删除分片规则的语法，格式如下：

# 新增分片规则
CREATE SHARDING TABLE RULE t_order (
RESOURCES(resource_0,resource_1),
SHARDING_COLUMN=order_id,TYPE(NAME=hash_mod,PROPERTIES("sharding-count"=4))
);
# 修改分片规则
ALTER SHARDING TABLE RULE t_order (
RESOURCES(resource_0,resource_1),
SHARDING_COLUMN=order_id,TYPE(NAME=hash_mod,PROPERTIES("sharding-count"=10))
);
# 移除分片规则
DROP SHARDING TABLE RULE t_order;

*注：若规则修改影响到存量数据，ShardingSphere 还将提供“弹性扩缩容”的功能用作数据迁移，帮助用户方便快捷的管理分布式数据。有关“弹性扩缩容”的具体细节，请关注后续推送。

FAQ

Q1: ShardingSphere-JDBC 中可以使用 AutoTable 分片配置吗？ 可以。AutoTable 分片配置方式适用于 ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy，在 Proxy 中更可以通过 DistSQL 进行动态配置，满足各种接入方式的需要。 Q2: AutoTable 支持哪些分片算法？

AutoTable 支持全部的自动分片算法，包括：

MOD：取模分片算法
HASH_MOD：哈希取模分片算法
VOLUME_RANGE：基于分片容量的范围分片算法
BOUNDARY_RANGE：基于分片边界的范围分片算法
AUTO_INTERVAL：自动时间段分片算法

关于以上算法的更多详细信息，请阅读 Apache ShardingSphere 官方文档-自动分片算法：

https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/user-manual/shardingsphere-jdbc/configuration/built-in-algorithm/sharding/

除内置算法外，用户也可以通过 SPI 扩展的方式加载自定义的分片算法，满足更加定制化的分片需求。

Q3: 业务已经使用了 YAML 配置分片规则，可以转换为 AutoTable 配置形式吗？

不推荐。如果是已经存在分片规则的数据表，除非能确定切换为 AutoTable 配置后，表分布状态与预期完全一致，否则不建议尝试切换已有配置。

不过若是在原有应用的基础上新增数据表，那么新增的表是可以使用 AutoTable 配置的。

Q4: AutoTable 的推荐使用场景？

无论是在 ShardingSphere-JDBC 还是 ShardingSphere-Proxy 中，AutoTable 都希望为用户带来「管家式」的分片配置体验。即用户只告诉 ShardingSphere 分片数量，不需要关心实际表在哪个库、哪个库有几张表等问题。

因此，若要使用 AutoTable 配置，推荐用户忘却「先建表、再配规则」的传统思维，改为先配置规则再通过 CREATE TABLE 语句创建数据表。把 ShardingSphere 看作分布式数据库的接入点，而不是中间件。

Q5: 数据源名称不是连续的，或数量太多，可以使用 AutoTable 吗？

可以。指定数据源时并不要求名称连续，可以同时使用枚举和 INLINE 表达式，如以下形式：

CREATE SHARDING TABLE RULE t_order (
RESOURCES('resource_${0..9}',resource_12,resource_15,"resource_$->{17..19}"),
...
);

Q6: AutoTable 配置和传统的分片配置可以混合使用吗？

可以。请参考完整的配置样例：

https://github.com/apache/shardingsphere/blob/master/shardingsphere-jdbc/shardingsphere-jdbc-core/src/test/resources/config/config-sharding.yaml

彩蛋

GitHub ID 为 @CatYangWei 的用户第一个发现并提出了关于 AutoTable 相关的问题：

感谢这位细心的用户，我们将会通过 GitHub 与您联系，并送上社区的精美周边。

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