ShardingSphere 是一款開源的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中間件，支持分庫(kù)分表、讀寫分離、分布式事務(wù)等核心功能，兼容 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等主流數(shù)據(jù)庫(kù)。本文將從基礎(chǔ)概念、環(huán)境搭建、核心配置、業(yè)務(wù)開發(fā)、常見(jiàn)問(wèn)題五個(gè)維度，提供一套完整的分庫(kù)分表實(shí)戰(zhàn)教程。

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?一、分庫(kù)分表核心概念?

?1. 為什么需要分庫(kù)分表？??

隨著業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)，單庫(kù)單表面臨性能瓶頸（QPS 上限、存儲(chǔ)容量限制），分庫(kù)分表通過(guò)水平拆分?（按規(guī)則將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)庫(kù)/表）解決以下問(wèn)題：

• ?存儲(chǔ)瓶頸?：單庫(kù)存儲(chǔ)容量有限（如 MySQL 單庫(kù)建議不超過(guò) 500GB）。
• ?查詢性能?：單表數(shù)據(jù)量過(guò)大（如超過(guò) 1000 萬(wàn)行）時(shí)，SQL 查詢變慢。
• ?寫入壓力?：單庫(kù)寫入 QPS 受限于硬件（如單機(jī) MySQL 寫入約 2000~5000 QPS）。

?2. 分庫(kù)分表的核心術(shù)語(yǔ)?

?術(shù)語(yǔ)?	?說(shuō)明?
?數(shù)據(jù)分片?	將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)庫(kù)/表的過(guò)程，分為垂直分片?（按業(yè)務(wù)拆分庫(kù)）和水平分片?（按規(guī)則拆分表）。
?分片鍵（Shard Key）??	決定數(shù)據(jù)分布的關(guān)鍵字段（如用戶 ID、訂單 ID），需保證數(shù)據(jù)均勻分布。
?分片算法?	定義數(shù)據(jù)如何根據(jù)分片鍵分配到具體庫(kù)/表的規(guī)則（如哈希取模、范圍劃分、時(shí)間范圍）。
?分片規(guī)則?	分片鍵與分片算法的組合，ShardingSphere 通過(guò)規(guī)則文件（rules 目錄）配置。

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?二、環(huán)境搭建（以 Spring Boot + MySQL 為例）??

?1. 前置準(zhǔn)備?

• JDK 1.8+
• Maven 3.6+
• MySQL 5.7+（需創(chuàng)建 2 個(gè)庫(kù)，每個(gè)庫(kù) 2 張表，用于演示分庫(kù)分表）
• ShardingSphere 5.3.2（最新穩(wěn)定版，支持 SPI 擴(kuò)展和云原生）

?2. 創(chuàng)建測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)與表?

假設(shè)業(yè)務(wù)需求：將 order 表按 user_id 分片到 2 個(gè)庫(kù)（ds0、ds1），每個(gè)庫(kù)內(nèi)分 2 張表（order_0、order_1）。

?步驟 1：創(chuàng)建庫(kù)?

CREATE DATABASE ds0;
CREATE DATABASE ds1;

?步驟 2：在每個(gè)庫(kù)中創(chuàng)建分表?

-- ds0 庫(kù)名
USE ds0;
CREATE TABLE order_0 (order_id BIGINT PRIMARY KEY,user_id BIGINT NOT NULL,amount DECIMAL(10,2),create_time DATETIME
);CREATE TABLE order_1 (order_id BIGINT PRIMARY KEY,user_id BIGINT NOT NULL,amount DECIMAL(10,2),create_time DATETIME
);-- ds1 庫(kù)名（結(jié)構(gòu)與 ds0 相同）
USE ds1;
CREATE TABLE order_0 (...); -- 同 ds0.order_0
CREATE TABLE order_1 (...); -- 同 ds0.order_1

?3. 引入 ShardingSphere 依賴?

在 pom.xml 中添加 Spring Boot Starter 依賴：

<dependency><groupId>org.apache.shardingsphere</groupId><artifactId>shardingsphere-jdbc-core-spring-boot-starter</artifactId><version>5.3.2</version>
</dependency>
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><scope>runtime</scope>
</dependency>

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?三、核心配置：分庫(kù)分表規(guī)則?

ShardingSphere 的配置分為數(shù)據(jù)源配置和分片規(guī)則配置，支持 YAML、Properties、Java Config 三種方式。以下以 YAML 為例（application.yml）：

?1. 數(shù)據(jù)源配置（多數(shù)據(jù)源）??

ShardingSphere 需要連接多個(gè)物理數(shù)據(jù)庫(kù)（ds0、ds1），需在 dataSources 中定義：

spring:shardingsphere:datasources:ds0: # 第一個(gè)物理庫(kù)driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://localhost:3306/ds0?serverTimezone=UTC&useSSL=false&characterEncoding=utf-8username: rootpassword: 123456ds1: # 第二個(gè)物理庫(kù)driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://localhost:3306/ds1?serverTimezone=UTC&useSSL=false&characterEncoding=utf-8username: rootpassword: 123456

?2. 分片規(guī)則配置（核心）??

分片規(guī)則需定義庫(kù)分片規(guī)則?（將數(shù)據(jù)分配到哪個(gè)庫(kù)）和表分片規(guī)則?（將數(shù)據(jù)分配到庫(kù)內(nèi)的哪張表）。

?示例：按 user_id 分片到 2 庫(kù) 2 表?

spring:shardingsphere:rules:sharding:# 庫(kù)名分片規(guī)則（示例：user_id 哈希取模 2，分配到 ds0 或 ds1）database-strategy:standard:sharding-column: user_id  # 分片鍵sharding-algorithm-name: db-inline  # 分片算法名稱（對(duì)應(yīng)下方 algorithms）# 表名分片規(guī)則（示例：user_id 哈希取模 2，分配到 order_0 或 order_1）table-strategy:standard:sharding-column: user_id  # 分片鍵（需與庫(kù)分片鍵一致，也可不同）sharding-algorithm-name: table-inline  # 分片算法名稱# 分片算法定義（內(nèi)聯(lián)表達(dá)式）sharding-algorithms:db-inline:type: INLINE  # 內(nèi)聯(lián)算法（支持 SpEL 表達(dá)式）props:algorithm-expression: ds$->{user_id % 2}  # user_id % 2 結(jié)果為 0 → ds0，1 → ds1table-inline:type: INLINEprops:algorithm-expression: order_$->{user_id % 2}  # user_id % 2 結(jié)果為 0 → order_0，1 → order_1

?3. 關(guān)鍵配置說(shuō)明?

• ?分片鍵（sharding-column）??：必須選擇高頻查詢的字段（如 user_id），避免跨分片查詢（如按 order_id 查詢需全庫(kù)掃描）。
• ?分片算法（sharding-algorithm）??：
  • INLINE：內(nèi)聯(lián)算法，通過(guò) SpEL 表達(dá)式靈活定義（如 ds$->{user_id % 2}）。
  • HASH_MOD：哈希取模（等價(jià)于 INLINE 的 $->{... % 2}）。
  • RANGE：范圍劃分（如按時(shí)間范圍分片：2023-01-01 ~ 2023-06-01 到 order_0）。
• ?庫(kù)表分離策略?：庫(kù)分片和表分片可獨(dú)立配置（如庫(kù)按 user_id 分片，表按 order_id 分片）。

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?四、業(yè)務(wù)開發(fā)：CRUD 操作?

ShardingSphere 通過(guò)透明化路由屏蔽分庫(kù)分表細(xì)節(jié)，業(yè)務(wù)代碼無(wú)需感知分片邏輯，僅需操作邏輯表名（如 order）即可。

?1. 使用 MyBatis-Plus 操作分片表?

假設(shè)使用 MyBatis-Plus 作為 ORM 框架，只需定義邏輯表對(duì)應(yīng)的實(shí)體類和 Mapper：

?實(shí)體類（Order）??：

@Data
@TableName("order") // 邏輯表名（無(wú)需寫分表后綴）
public class Order {@TableId(type = IdType.AUTO)private Long orderId; // 主鍵（非分片鍵）private Long userId;  // 分片鍵（必須與配置的 sharding-column 一致）private BigDecimal amount;private LocalDateTime createTime;
}

?Mapper 接口?：

public interface OrderMapper extends BaseMapper<Order> {
}

?2. 插入數(shù)據(jù)（自動(dòng)路由）??

插入時(shí)，ShardingSphere 根據(jù) user_id 計(jì)算分片鍵，自動(dòng)路由到目標(biāo)庫(kù)和表：

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate OrderMapper orderMapper;public void createOrder(Long userId, BigDecimal amount) {Order order = new Order();order.setOrderId(SnowflakeUtil.nextId()); // 自增主鍵或雪花算法生成order.setUserId(userId);order.setAmount(amount);order.setCreateTime(LocalDateTime.now());orderMapper.insert(order); // 自動(dòng)路由到 ds0/order_0 或 ds1/order_1}
}

?3. 查詢數(shù)據(jù)（路由與聚合）??

• ?按分片鍵查詢?（高效）：

  // 根據(jù) user_id 查詢訂單（ShardingSphere 自動(dòng)路由到對(duì)應(yīng)庫(kù)和表）
  List<Order> orders = orderMapper.selectList(Wrappers.<Order>lambdaQuery().eq(Order::getUserId, 123L)); 

• ?跨分片查詢?（低效，需避免）：

  // 不按分片鍵查詢（如按 order_id），需掃描所有庫(kù)和表，結(jié)果合并
  Order order = orderMapper.selectById(12345L); 

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?五、高級(jí)功能與優(yōu)化?

?1. 讀寫分離?

ShardingSphere 支持主庫(kù)寫、從庫(kù)讀，通過(guò) readwrite-splitting 規(guī)則配置：

spring:shardingsphere:rules:readwrite-splitting:data-sources:ds0:dynamic: true  # 動(dòng)態(tài)切換主從write-data-source-name: ds0-write  # 主庫(kù)read-data-source-names: [ds0-read-1, ds0-read-2]  # 從庫(kù)ds1:dynamic: truewrite-data-source-name: ds1-writeread-data-source-names: [ds1-read-1, ds1-read-2]load-balance:algorithm-type: ROUND_ROBIN  # 從庫(kù)負(fù)載均衡策略（輪詢、隨機(jī)等）

?2. 分布式事務(wù)?

ShardingSphere 支持 ?Seata AT 模式實(shí)現(xiàn)跨庫(kù)事務(wù)，需引入 Seata 依賴并配置：

<dependency><groupId>org.apache.shardingsphere</groupId><artifactId>shardingsphere-integration-seata-core</artifactId><version>5.3.2</version>
</dependency>

?業(yè)務(wù)代碼示例?：

@GlobalTransactional // Seata 全局事務(wù)注解
public void createOrderWithTx(Long userId, BigDecimal amount) {orderService.createOrder(userId, amount); // 寫庫(kù)操作accountService.deductBalance(userId, amount); // 跨庫(kù)扣減余額（觸發(fā)分布式事務(wù)）
}

?3. 監(jiān)控與管理?

ShardingSphere 提供 ?Admin Console?（管理控制臺(tái)）用于監(jiān)控和配置：

• 訪問(wèn)地址：http://localhost:8088（默認(rèn)端口）
• 功能：查看數(shù)據(jù)源狀態(tài)、分片規(guī)則、SQL 執(zhí)行統(tǒng)計(jì)、在線修改配置（無(wú)需重啟）。

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?六、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案?

?1. 跨分片查詢性能差?

?原因?：未按分片鍵查詢時(shí)，需掃描所有庫(kù)和表，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)開銷和結(jié)果合并耗時(shí)。
?解決方案?：

• 業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量通過(guò)分片鍵（如 user_id）過(guò)濾數(shù)據(jù)。
• 對(duì)非分片鍵字段建立索引（如 order_id），減少全表掃描。

?2. 分片鍵選擇不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傾斜?

?原因?：分片鍵分布不均（如 user_id 為連續(xù)遞增 ID），導(dǎo)致部分庫(kù)/表數(shù)據(jù)量過(guò)大。
?解決方案?：

• 選擇高基數(shù)字段（如 UUID、雪花算法生成的 ID）作為分片鍵。
• 使用范圍分片（如按時(shí)間范圍）替代哈希分片，避免熱點(diǎn)。

?3. 分布式事務(wù)一致性?

?原因?：跨庫(kù)事務(wù)需協(xié)調(diào)多個(gè)數(shù)據(jù)源，可能出現(xiàn)部分提交、部分回滾。
?解決方案?：

• 使用 Seata AT 模式（自動(dòng)補(bǔ)償）或 TCC 模式（手動(dòng)確認(rèn)）。
• 優(yōu)先保證最終一致性（如異步消息補(bǔ)償）。

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?總結(jié)?

ShardingSphere 分庫(kù)分表的核心是通過(guò)分片規(guī)則定義數(shù)據(jù)分布，業(yè)務(wù)代碼無(wú)需感知底層分片邏輯。關(guān)鍵步驟包括：

1. 設(shè)計(jì)合理的分片鍵和分片算法（避免數(shù)據(jù)傾斜、跨分片查詢）。
2. 配置多數(shù)據(jù)源和分片規(guī)則（YAML/Java Config）。
3. 使用 ORM 框架透明操作邏輯表（如 MyBatis-Plus）。
4. 結(jié)合讀寫分離、分布式事務(wù)優(yōu)化性能和一致性。

通過(guò)本文的實(shí)戰(zhàn)教程，可快速掌握 ShardingSphere 分庫(kù)分表的核心能力，應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)量場(chǎng)景下的性能挑戰(zhàn)。