现代Java服务端开发核心技术之分布式数据库中间件MyCAT入门

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了现代Java服务端开发核心技术之分布式数据库中间件MyCAT入门，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含19487字，纯文字阅读大概需要28分钟。

内容图文

MyCAT系统环境搭建

如下列表展示了搭建MyCAT运行时环境所需要的软件及其版本说明。

在非集群的环境下，MyCAT仅仅依赖JDK就可以良好的运行在Windows,Linux,macOS等操作系统之上。

CentOS7下载和安装

目前主流的服务端操作系统centOS版本为centOS6和centOS7两个版本，这里给出
阿里云的镜像下载地址。可以根据镜像提示安装。
下载地址
https://mirrors.aliyun.com/centos/7.5.1804/isos/x86_64/

查看centOS版本

[root@ittimeline Downloads]# cat /etc/redhat-release #查看安装版本 
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core) 

JDK8安装和配置

MyCAT是基于JDK1.7开发，目前互联网公司主流JDK版本为1.8，因此这里介绍JDK1.8在CentOS7.5下的安装、配置。

JDK8下载地址: https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

[root@ittimeline Downloads]# mkdir -p /usr/local/java
[root@ittimeline Downloads]# tar -xvf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz 
[root@ittimeline Downloads]# cp -r jdk1.8.0_191/ /usr/local/java/

配置

[root@ittimeline Downloads]# vim /etc/profile

export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_191
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

[root@ittimeline Downloads]# source /etc/profile

验证安装

[root@ittimeline Downloads]# javac -version
javac 1.8.0_191

[root@ittimeline Downloads]# java -version
java version "1.8.0_191"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_191-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)

MySQL5.7安装和配置

目前主流的MySQL版本为5.6和5.7两个版本，这里介绍MySQL5.7在centOS7.5下的安装、基本配置(修改密码、远程连接、开机启动)及其使用Navicat连接MySQL。

MySQL的下载和安装

首先检查系统中是否已经安装过MySQL，以下提供两种方式

[root@ittimeline Downloads]# yum list installed |grep mysql
[root@ittimeline Downloads]# rpm -qa|grep mysql

如果已经安装过，可以使用如下命令删除

[root@ittimeline Downloads]# yum -y remove 

下载MySQL

[root@ittimeline Downloads]# wget https://cdn.mysql.com//Downloads/MySQL-5.7/mysql-5.7.24-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz

解压缩并复制到/usr/local/mysql目录下

[root@ittimeline Downloads]# tar -xvf mysql-5.7.24-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz 

[root@ittimeline Downloads]# mv mysql-5.7.24-linux-glibc2.12-x86_64 /usr/local/mysql

创建数据存储目录

[root@ittimeline Downloads]# mkdir -p /data/mysql

新建mysql用户、组和目录

[root@ittimeline Downloads]# groupadd mysql
[root@ittimeline Downloads]# useradd -r -s /sbin/nologin  -g mysql mysql -d /usr/local/mysql/

改变目录所有者

[root@ittimeline Downloads]# cd /usr/local/mysql/
[root@ittimeline mysql]# chown -R mysql .
[root@ittimeline mysql]# chgrp -R mysql .
[root@ittimeline mysql]# chown -R mysql /data/mysql

MySQL初始化参数配置

指定mysql服务端的用户以及安装目录和数据存放的目录以及生成root账号密码

[root@ittimeline mysql]# bin/mysqld --initialize --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/data/mysql
2018-10-27T03:09:02.164480Z 0 [Warning] TIMESTAMP with implicit DEFAULT value is deprecated. Please use --explicit_defaults_for_timestamp server option (see documentation for more details).
2018-10-27T03:09:02.764905Z 0 [Warning] InnoDB: New log files created, LSN=45790
2018-10-27T03:09:02.852039Z 0 [Warning] InnoDB: Creating foreign key constraint system tables.
2018-10-27T03:09:02.923109Z 0 [Warning] No existing UUID has been found, so we assume that this is the first time that this server has been started. Generating a new UUID: a8263578-d995-11e8-a863-000c29be37a9.
2018-10-27T03:09:02.924734Z 0 [Warning] Gtid table is not ready to be used. Table ‘mysql.gtid_executed‘ cannot be opened.
2018-10-27T03:09:02.925516Z 1 [Note] A temporary password is generated for root@localhost: <Xdfhi4Wvy6(

此处需要注意生成的临时密码 ，如上问结尾处的<Xdfhi4Wvy6(

[root@ittimeline mysql]# bin/mysql_ssl_rsa_setup  --datadir=/data/mysql

修改系统配置文件，复制mysql.server到/etc/init.d/mysql

[root@ittimeline mysql]# cd /usr/local/mysql/support-files/
[root@ittimeline support-files]# cp mysql.server  /etc/init.d/mysql
[root@ittimeline support-files]# vim /etc/init.d/mysql 

然后配置mysql的安装目录和数据存储目录，修改以下内容

basedir=/usr/local/mysql
datadir=/data/mysql

MySQL的启动和登录

启动MySQL

[root@ittimeline support-files]# /etc/init.d/mysql start
Starting MySQL.Logging to ‘/data/mysql/ittimeline.net.err‘.
 SUCCESS! 

重启MySQL

[root@ittimeline ~]# /etc/init.d/mysql restart
Shutting down MySQL.... SUCCESS! 
Starting MySQL. SUCCESS! 

本机客户端登录MySQL

[root@ittimeline support-files]# mysql -h127.0.0.1 -uroot -p
bash: mysql: command not found...
#创建一个软连接
[root@ittimeline support-files]# ln -s /usr/local/mysql/bin/mysql /usr/bin
#再次登录MySQL,输入之前的临时密码
[root@ittimeline support-files]# mysql -h127.0.0.1 -uroot -p
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 3
Server version: 5.7.24

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type ‘help;‘ or ‘\h‘ for help. Type ‘\c‘ to clear the current input statement.

mysql>

MySQL的基本配置

1. 修改随机生成的root密码
   由于MySQL的初始化随机密码不太容易记住，因此这里需要修改生成的随机密码，在使用root登录MySQL后使用如下命令修改，即root用户的密码为root

[root@ittimeline ~]# mysql -uroot -p -h127.0.0.1
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 21
Server version: 5.7.24 MySQL Community Server (GPL)

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type ‘help;‘ or ‘\h‘ for help. Type ‘\c‘ to clear the current input statement.

mysql> set password=password(‘root‘);
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)

2. 配置远程登录连接

通过授权root账号，设置root的host为%，表示任意的客户端都可以通过root账户登录到MySQL服务器。

mysql> grant all privileges on *.* to ‘root‘@‘%‘ identified by ‘root‘;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)

mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

查看mysql数据库的user表的host信息，当root的host值为%则可以实现远程链接

mysql> use mysql; ##切换到mysql
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> select host,user from user; ##查看user信息
+-----------+---------------+
| host      | user          |
+-----------+---------------+
| %         | root          |
| localhost | mysql.session |
| localhost | mysql.sys     |
| localhost | root          |
+-----------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)

3. MySQL设置开机启动

[root@ittimeline bin]# chmod 755 /etc/init.d/mysql
[root@ittimeline bin]# chkconfig --add mysql
[root@ittimeline bin]# chkconfig --level 345 mysql on

检测是否开机启动成功

[root@ittimeline bin]# reboot #重启系统
[root@ittimeline ~]# ps -ef|grep mysql #使用ps命令查看MySQL进程信息
root       1052      1  0 21:10 ?        00:00:00 /bin/sh /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --datadir=/data/mysql --pid-file=/data/mysql/ittimeline.net.pid
mysql      1242   1052  1 21:10 ?        00:00:00 /usr/local/mysql/bin/mysqld --basedir=/usr/local/mysql --datadir=/data/mysql --plugin-dir=/usr/local/mysql/lib/plugin --user=mysql --log-error=ittimeline.net.err --pid-file=/data/mysql/ittimeline.net.pid
root       1902   1855  0 21:11 pts/0    00:00:00 grep --color=auto mysql

MySQL的远程连接

通常情况下都是通过MySQL客户端(例如Navicat)来远程连接MySQL服务端，首先使用ifconfig命令查看MySQL所在的centOS服务的IP地址

[root@ittimeline ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.0.105  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255
        inet6 fe80::20c:29ff:febe:37a9  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:be:37:a9  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1412887  bytes 2058226957 (1.9 GiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 276749  bytes 22287862 (21.2 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

然后检测防火墙的状态
systemctrl status firewalld 命令显示当前防火墙正在运行，如下所示

[root@ittimeline ~]# systemctl status firewalld
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Fri 2018-10-26 20:42:21 PDT; 24s ago
     Docs: man:firewalld(1)
 Main PID: 9444 (firewalld)
    Tasks: 2
   CGroup: /system.slice/firewalld.service
           └─9444 /usr/bin/python -Es /usr/sbin/firewalld --nofork --nopid

此时我们需要使用 systemctl stop firewalld关闭防火墙

[root@ittimeline ~]# systemctl stop firewalld

或者使用如下命令让防火墙放行3306端口

[root@ittimeline ~]# firewall-cmd  --zone=public --add-port=3306/tcp --permanent  
success
[root@ittimeline ~]# service firewalld restart
Redirecting to /bin/systemctl restart firewalld.service

然后使用Navicat客户端登录MySQL服务，如下图所示

MyCAT数据初始化

在学习到MyCAT的分库分表以及读写分离操作时需要使用到相关的表和数据已经上传至GitHub仓库
只需要在Navicat客户端中执行该SQL脚本完成以后会得到以下的数据库表

MyCAT概述

什么是MyCAT

• DBA看到的MyCAT
  • Mycat相当于MySQLServer层
  • MySQL相当于MyCAT存储层
  • MyCAT中不存储数据，所有数据存储在MySQL的存储引擎(例如InnoDB)中
• 研发人员看到的MyCAT
  • MyCAT就是MySQL
  • MyCAT对使用的SQL有些限制
• 系统架构师看到的MyCAT
  • MyCAT是一个数据库中间件
  • MyCAT可以实现对后端数据库集群的分库分表和读写分离
  • MyCAT对前端应用隐藏了后端数据库的存储逻辑

数据库中间件

如下图所示，应用通过连接数据库中间件(MyCAT)，完成数据库的读写操作。 数据库中间件(MyCAT)位于前端应用和后端数据库集群的中间。

MyCAT的主要作用

• 数据库中间件

当应用中引入MyCAT之后，作为分布式数据库系统的中间件使用，而分布式数据库系统通常是由分布在不同的机器的数据库实例所组成，应用通过连接MyCAT，完成数据库的读写操作。
而且MyCAT原生支持MySQL，还可以通过JDBC来支持MSSQLSERVER,Oracle以及像Mongo这样的NoSQL数据库。

• 实现后端数据库的主从数据库读写分离以及负载均衡
  • 读写分离:
    通常一般的业务系统，读写数据通常都在一个数据库(主库)内进行。
    常见的业务场景读写比例通常是10:1甚至更高，而某些度读请求的SQL容易产生慢查询，而单台数据库无法处理大量读数据请求的情况下，为了保证写数据请求的业务正常进行，为了解决这种业务场景的数据库瓶颈，通常采用读写分离,也就是将原有的数据库复制一份充当从库，当写数据时，写入到主库后同步到从库，而读数据时则在从库中进行，进而降低主库写请求的压力。
  • 负载均衡:因为一般业务系统主要以查询为主，而当一台从库不能满足读取数据的业务场景时，需要引入多台从库，为了能够合理的分配读取数据的请求，此时需要引入负载均衡。

MyCAT的独特之处在一主一从的情况下，当主数据库宕机之后，MyCAT会将主库从集群中剔除，后续的写数据请求可以路由到从库上进行。

而一主多从的情况下，推荐使用MySQL的MHA工具实现。

• 对业务数据库进行垂直切分
  在业务系统(例如典型的电商业务)上线初期，所有的数据库表可能存储在一个数据库中。
  而垂直切分就是将一个数据库中的表按照不同的业务模块(例如用户模块，商品模块。订单模块，仓储配送模块等等)拆分成多个不同的数据库存储。
  完成数据库切分之后前端应用就可以使用MyCAT来连接切分之后不同的数据库，如何垂直切分?有啥好处?下回见分晓。

• 对业务数据库进行水平切分
  如果垂直切分依然解决不了数据库性能的瓶颈问题，那么在垂直切分的基础之上需要引入水平切分，水平切分就是将原来存储在单个数据库表的数据拆分成多个数据库表存储，因为不同的数据库表存储的数据量过大会影响性能。
  如何水平切分?有啥好处?下回见分晓。

• 控制数据库连接的数量
  每个连接到数据库的客户端都会占用数据库的连接资源，而数据库的连接数量是有一定的限制，在MySQL中通过max_connections参数来配置。
  当数据库的连接数占满之后，所有新建的连接都不能访问数据库，这会影响业务的正常运行，典型的业务场景就是电商的大促。
  在引入MyCAT之后可以通过MyCAT建立公共的连接池来管理数据库的连接。

MyCAT运行环境搭建

关于MyCAT涉及到的软件以及版本如下表格所示

MyCAT-server二进制版本下载点我

MyCAT-server源码下载点我

首先去Mycat官网提供的地址下载基于Linux版本的二进制包

[root@ittimeline Downloads]# wget http://dl.mycat.io/1.6.5/Mycat-server-1.6.5-release-20180122220033-linux.tar.gz

然后解压并复制到目录/usr/local/mycat1.6.5

[root@ittimeline Downloads]# tar -xvf Mycat-server-1.6.5-release-20180122220033-linux.tar.gz 
[root@ittimeline Downloads]# cp -r mycat/ /usr/local/ 

并将mycat的bin目录添加到系统环境变量中，后面使用mycat命令启动mycat服务时会用到该环境变量

[root@ittimeline mycat]# vim /etc/profile
#添加如下内容
export MYCAT_HOME=/usr/local/mycat
export PATH=$PATH:$MYCAT_HOME/bin

[root@ittimeline mycat]# source /etc/profile

验证配置

[root@ittimeline ~]# echo $MACAT_HOME
/usr/local/mycat

然后添加一个用户名和密码为mycat的用户，并将/usr/local/mycat的所有者改为mycat

[root@ittimeline Downloads]# useradd mycat
[root@ittimeline mycat]# passwd mycat
Changing password for user mycat.
New password: 
BAD PASSWORD: The password is shorter than 8 characters
Retype new password: 
passwd: all authentication tokens updated successfully.
[root@ittimeline Downloads]# cd /usr/local/mycat/
[root@ittimeline mycat]# chown mycat:mycat -R /usr/local/mycat
[root@ittimeline mycat]# pwd
/usr/local/mycat
[root@ittimeline mycat]# ls -al .
total 12
drwxr-xr-x.  7 mycat mycat   85 Oct 26 23:22 .
drwxr-xr-x. 15 root  root   169 Oct 26 23:22 ..
drwxr-xr-x.  2 mycat mycat  190 Oct 26 23:22 bin
drwxr-xr-x.  2 mycat mycat    6 Oct 26 23:22 catlet
drwxr-xr-x.  4 mycat mycat 4096 Oct 26 23:22 conf
drwxr-xr-x.  2 mycat mycat 4096 Oct 26 23:22 lib
drwxr-xr-x.  2 mycat mycat    6 Oct 26 23:22 logs
-rwxr-xr-x.  1 mycat mycat  219 Oct 26 23:22 version.txt

MyCAT的启动方式

当我们进入到MCAT_HOME\bin目录下，会看到如下文件列表

[root@ittimeline bin]# pwd
/usr/local/mycat/bin
[root@ittimeline bin]# ls -al
total 384
drwxr-xr-x. 2 mycat mycat    190 Oct 26 23:22 .
drwxr-xr-x. 7 mycat mycat     85 Oct 26 23:22 ..
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat   3567 Oct 26 23:22 dataMigrate.sh
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat   1225 Oct 26 23:22 init_zk_data.sh
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat  15714 Oct 26 23:22 mycat
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat   2941 Oct 26 23:22 rehash.sh
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat   2496 Oct 26 23:22 startup_nowrap.sh
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat 140198 Oct 26 23:22 wrapper-linux-ppc-64
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat  99401 Oct 26 23:22 wrapper-linux-x86-32
-rwxr-xr-x. 1 mycat mycat 111027 Oct 26 23:22 wrapper-linux-x86-64

我们可以运行mycat命令和startup_nowrap.sh脚本来启动MyCAT服务，当运行mycat命令时，需要修改MYCAT_HOME/config/目录下的wrapper.properties文件。
如下所示，调整MyCAT的内存大小，默认为2G。

wrapper.java.additional.5=-XX:MaxDirectMemorySize=2G

使用mycat命令启动服务如下所示

[root@ittimeline Downloads]# mycat --help ## 查看mycat命令的帮助
Usage: /usr/local/mycat/bin/mycat { console | start | stop | restart | status | dump }
[root@ittimeline Downloads]# mycat start #启动mycat
Starting Mycat-server...

然后可以通过如下命令实时查看mycat的运行日志

[root@ittimeline Downloads]# tail -f /usr/local/mycat/logs/mycat.log  

因为mycat启动服务是会读取schema.xml文件中的相关配置，如果没有修改过schema.xml文件，那么会看到如下的连接数据库失败的错误

tail: no files remaining
[root@ittimeline logs]# tail -f mycat.log 
2018-10-26 23:59:46.854  INFO [$_NIOConnector] (io.mycat.sqlengine.SQLJob.connectionError(SQLJob.java:117)) - can‘t get connection for sql :select user()
2018-10-26 23:59:47.824 ERROR [$_NIOConnector] (io.mycat.net.NIOConnector.finishConnect(NIOConnector.java:155)) - error:
java.net.NoRouteToHostException: No route to host
        at sun.nio.ch.SocketChannelImpl.checkConnect(Native Method) ~[?:1.8.0_191]
        at sun.nio.ch.SocketChannelImpl.finishConnect(SocketChannelImpl.java:717) ~[?:1.8.0_191]
        at io.mycat.net.NIOConnector.finishConnect(NIOConnector.java:165) ~[Mycat-server-1.6.5-release.jar:?]
        at io.mycat.net.NIOConnector.finishConnect(NIOConnector.java:143) ~[Mycat-server-1.6.5-release.jar:?]
        at io.mycat.net.NIOConnector.run(NIOConnector.java:98) ~[Mycat-server-1.6.5-release.jar:?]

MyCAT核心配置

如果想要使用MyCAT数据库中间件实现数据的读写分离、分库分表、负载均衡等任务，就需要对MYCAT_HOME\config目录下配置文件的使用非常熟悉。

而MyCAT最主要的配置文件包括server.xml,schema.xml和rule.xml以及MyCAT采用的日志框架Log4j2的log4j2.xml，配置文件对应的作用说明如下表格所示

应用连接MyCAT也是通过配置来自于server.xml中配置的远程连接端口（默认是8066）、用户名（默认是root）、密码(123456)以及逻辑库(默认是TESTDB)名称。
而且应用所要操作的表都应该配置在schema.xml文件中。

MyCAT核心配置之server.xml

• 文件用途
  • 配置系统运行相关参数
  • 配置用户访问权限
  • 配置SQL防火墙以及SQL拦截功能

service.xml中配置系统运行的相关属性都是在<system></system>节点中配置的，其中常见需要自定义配置的节点如下

<!-- 定义MyCAT对外提供的访问端口，默认是8066-->
<property name="serverPort">8066</property>

<!-- 定义MyCAT的管理端口，通过命令查看MyCAT的运行信息监控，默认是9066-->
<property name="managerPort">9066</property> 
<!-- 登录时是否需要密码 0为需要输入密码-->
<!-- 0为需要密码登陆、1为不需要密码登陆 ,默认为0，设置为1则需要指定默认账户-->
    <property name="nonePasswordLogin">0</property> 
    
<!-- 指定MyCAT监听的IP，如果服务器是多网卡和IP地址，可以监控指定IP 如果想要监控所有IP地址，可以使用0.0.0.0的配置-->
<property name="bindIp">0.0.0.0</property> 

<property name="frontWriteQueueSize">4096</property>
<!--MyCAT的线程数量 -->
<property name="processors">32</property> 
<property name="processorExecutor">32</property> 

<!-- 客户端连接MyCAT空闲超时时间 默认为30分钟-->
<property name="idleTimeout">300000</property>
<!-- TODO-->
<property name="charset">utf8</property>
<property name="txIsolation">2</property>
<property name="defaultMaxLimit">100</property>
<property name="maxPacketSize">104857600</property>

service.xml中配置访问MyCAT的用户及其相关权限都是在<user></user>节点中配置的。如下所示为service.xml中的默认配置
分别配置了两个用户,root和user,其密码分别是123456和user，而且名为user的用户还是只读用户，如果访问MyCAT不需要密码，则可以使用root作为默认用户。

root用户可以访问TESTDB逻辑库,如果想要让其访问多个逻辑库，在TESTDB后面使用逗号分隔即可。

<user name="root" defaultAccount="true">
        <property name="password">123456</property>
        <property name="schemas">TESTDB，TEST_MySQL_Cluster</property>
        
        <!-- 表级 DML 权限设置 -->
        <!-- 		
        <privileges check="false">
            <schema name="TESTDB" dml="0110" >
                <table name="tb01" dml="0000"></table>
                <table name="tb02" dml="1111"></table>
            </schema>
        </privileges>		
         -->
    </user>

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


           
                本文系统来源：https://www.cnblogs.com/ittimeline/p/9865114.html                
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