MyCAT详解

一、MyCAT概述
MyCAT是一款由阿里Cobar演变而来的用于支持数据库读写分离、分片的分布式中间件。MyCAT可不但支持Oracle、MSSQL、MYSQL、PG、DB2关系型数据库，同时也支持MongoDB等非关系型数据库。基础架构如下：

1、MyCAT原理

MyCAT主要是通过对SQL的拦截，然后经过一定规则的分片解析、路由分析、读写分离分析、缓存分析等，然后将SQL发给后端真实的数据块，并将返回的结果做适当处理返回给客户端。

2、MyCAT功能
(1)数据库分片(Sharding)

通过某种条件，将同一数据库中的数据分散的存储到多个数据库中，已达到分散单台数据库设备负载的效果，这就是数据库分片。
a.水平拆分
同一张表的不同记录，根据表的某个字段的某种规则拆分到多个数据库（主机）上，这既是水平拆分。
单库业务表可能会过于庞大，存在单库读写与存储瓶颈，这种情况可以通过水平拆分解决，水平拆分基本架构如下：

常用水平拆分规则：
*ID
*日期
*特定字段取模

优点：

*拆分规则抽象好，join操作基本可以数据库内完成
*不存在单库大数据，高并发的性能瓶颈
*应用端改造少
*提高了系统稳定性和负载能力

缺点：
*拆分规则难以抽象
*分片事务一致性难以解决
*数据多次扩展难度跟维护量极大
*跨库join性能较差

b.垂直拆分
不同的表切分到不同的数据库（主机）上，这就是垂直拆分。
一般按照业务表进行分类，划分为不同的业务、模块库，耦合度越低，越容易做垂直拆分，垂直拆分基本架构如下：

垂直拆分注意点：
跨库Join，采用共享数据源或分库接口调用，根据资源和数据规模、负载而定

优点：
*拆分后业务清晰，拆分规则明确
*系统之间整合或扩展容易
*数据库维护简单

缺点：
*部分业务表无法Join，只能通过接口方式解决，提高了系统复杂度
*受每种业务不同的限制存在单库性能瓶颈，不容易扩展跟性能提高
*事务处理复杂

c.水平拆分和垂直拆分共同缺点
*分布式事务处理困难
*夸节点join困难
*扩数据源管理复杂

d.切分总则
*能不切分的尽量不切分
*如果要切分，选择合适的切分规则，提前规划好
*数据库切分尽量通过数据冗余或表分组来降低跨库join
*业务尽量使用少的多表join

(2)读写分离

(3)黑白名单限制

3、使用场景

(1)单纯读写分离，此时配置最为简单，支持读写分离、主从切换
(2)分库分表，对记录超过1000万的表进行水平拆分，最大支持1000亿单表水平拆分
(3)多租户应用，每个应用一个数据库，但程序只需连接MyCAT，程序不改变，实现多租户化
(4)报表系统，借住MyCAT分表能力，处理大规模的报表统计
(5)替代Hbase，分析大数据
(6)海量实时数据查询

4、优缺点
优点：
(1)支持多种类型数据库的分片
(2)易扩展
(3)

缺点：

二、MyCAT安装
1、下载
官网地址：http://www.mycat.io/
下载地址：http://dl.mycat.io/1.6-RELEASE/Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz
文档地址：http://www.mycat.io/document/Mycat_V1.6.0.pdf

2、mycat安装

1)mycat是java语言编写，在安装mycat前需要安装jdk，本次java版本是1.7

[root@node1 ~]# java -version
java version "1.7.0_131"
OpenJDK Runtime Environment (rhel-2.6.9.0.el6_8-x86_64 u131-b00)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.131-b00, mixed mode)

2)解压缩mycat（mycat解压缩后即安装完毕）

[root@node1 ~]# tar -xzvf Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz  -C /usr/local/

3)mycat用户创建

groupadd mycat
useradd -r -g mycat mycat
chown -R mycat.mycat /usr/local/mycat  

4)mycat基本配置

环境变量配置：

[root@node1 ~]# vi ~/.bash_profile
if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/bin:/usr/local/mycat/bin

export PATH

[root@node1 ~]# source ~/.bash_profile

schema.xml配置：

[root@node1 ~]# cd /usr/local/mycat/conf/

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">

    <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn1">
    </schema>
    <dataNode name="dn1" dataHost="node1" database="db01" />
    <dataHost name="node1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0"
              writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
        <heartbeat>select user()</heartbeat>
        <writeHost host="hostM1" url="10.20.32.23:3306" user="myuser"  password="myuser">
            <readHost host="hostS2" url="10.20.32.24:3306" user="myuser" password="myuser" />
        </writeHost>
        <writeHost host="hostS1" url="10.20.32.24:3316" user="myuser" password="myuser" />
    </dataHost>
</mycat:schema>

server.xml配置：

[root@node1 ~]# cd /usr/local/mycat/conf/

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/">
        <system>
                <property name="useSqlStat">0</property>  <!-- 1为开启实时统计、0为关闭 -->
                <property name="useGlobleTableCheck">0</property>  <!-- 1为开启全加班一致性检测、0为关闭 -->
                <property name="sequnceHandlerType">2</property>
                <property name="processorBufferPoolType">0</property>
                <property name="handleDistributedTransactions">0</property>
                <property name="useOffHeapForMerge">1</property>
                <property name="memoryPageSize">1m</property>
                <property name="spillsFileBufferSize">1k</property>
                <property name="useStreamOutput">0</property>
                <property name="systemReserveMemorySize">384m</property>
                <property name="useZKSwitch">true</property>

        </system>

        <user name="user">
                <property name="password">user</property>
                <property name="schemas">TESTDB</property>
                <property name="readOnly">true</property>
        </user>

</mycat:server>

5)mycat启动

[root@node1 conf]# mycat start
Starting Mycat-server...
[root@node1 conf]# 

6)mycat状态检查

[root@node1 conf]# mycat status
Mycat-server is running (27956).

三、MyCAT使用

 1、mycat常用命令

./mycat start 启动
./mycat stop 停止
./mycat console 前台运行
./mycat install 添加到系统自动启动（暂未实现）
./mycat remove 取消随系统自动启动（暂未实现）
./mycat restart 重启服务
./mycat pause 暂停
./mycat status 查看启动状态

四、MyCAT重要概念

 1、逻辑库（schema）

逻辑库是mycat中间件层配置的对应实际一个或多个业务数据库集群构成。

2、逻辑表（table）
a.逻辑表是mycat切分到多个数据库或者不切分对应用程序显示的统一的表。
b.分片表是原有的大表，经过分片，分布在不同数据库、相同数据库的保留相同表结构，但数据不同的表。
c.非分片表是未做切分的表。
d.ER表基于E-R关系分片策略，子表记录与所关联的父表记录存放在同一个数据分片上，即子表依赖于父表，通过表分组保证数据join不会跨库操作。
e.全局表，业务系统中变化不大、数据量不大（十万以下），但又需要经常关联的表，mycat采用冗余在各个节点一个份来完成。

3、分片节点（dataNode）
数据库分片后，一个大表被切分到不同的分片数据库上，每个表分片所在的数据库就是分片节点。

4、分片主机（dataHost）
分片节点所在的服务器，数据切分后，每个分片节点不一定都会独占一台服务器，同一个分片服务器可能存储多个分片节点，尽量使读写压力高的分片节点均衡的放在不同的节点主机上。

5、分片规则（rule）
按照某种业务规则把数据分到某个分片节点上的规则，就是分片规则。（分片规则非常重要，直接决定后续数据处理复杂度）

6、全局序列号（sequence）
当数据库分片后，原有的主键约束在分布式条件下无法使用，因此需要引入外部机制保证数据唯一表示，这种保证全局的数据唯一表示机制就是全局序列号（sequence）。

7、多租户
多用户的环境共用相同的系统、程序组件，并且确保各用户间数据的隔离性。
a.一个用户一个数据库，隔离级别最高、安全性最好，费用最高
b.共享数据库，隔离数据架构，每个用户一个schema
c.共享数据库，共享数据架构，共享database、schema，通过表tenantID区分租户数据

五、MyCAT附录
1、OLAP和OLTP对比

2、关系型和非关系型数据库对比

3、