Apache ShardingSphere

ShardingSphere 介绍

https://shardingsphere.apache.org/index_zh.html

Apache ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈，它由 JDBC、Proxy 和 Sidecar（规划中）这 3 款相互独立，却又能够混合部署配合使用的产品组成。 它们均提供标准化的数据分片、分布式事务和数据库治理功能，可适用于如 Java 同构、异构语言、云原生等各种多样化的应用场景。

Apache ShardingSphere 产品定位为 Database Plus，旨在构建异构数据库上层的标准和生态。 它关注如何充分合理地利用数据库的计算和存储能力，而并非实现一个全新的数据库。ShardingSphere 站在数据库的上层视角，关注他们之间的协作多于数据库自身。

连接、增强 和 可插拔 是 Apache ShardingSphere 的核心概念。

• 连接：通过对数据库协议、SQL 方言以及数据库存储的灵活适配，快速的连接应用与多模式的异构数据库；
• 增强：获取数据库的访问流量，并提供流量重定向（数据分片、读写分离、影子库）、流量变形（数据加密、数据脱敏）、流量鉴权（安全、审计、权限）、流量治理（熔断、限流）以及流量分析（服务质量分析、可观察性）等透明化增强功能；
• 可插拔：项目采用微内核 + 三层可插拔模型，使内核、功能组件以及生态对接完全能够灵活的方式进行插拔式扩展，开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。

Apache ShardingSphere 5.x 版本开始致力于可插拔架构，项目的功能组件能够灵活的以可插拔的方式进行扩展。 目前，数据分片、读写分离、多数据副本、数据加密、影子库压测等功能，以及 MySQL、PostgreSQL、SQLServer、Oracle 等 SQL 与协议的支持，均通过插件的方式织入项目。 开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。Apache ShardingSphere 目前已提供数十个 SPI 作为系统的扩展点，仍在不断增加中。

ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。

官方网站：https://shardingsphere.apache.org/index_zh.html
官方文档：https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/overview/

核心功能

数据分片

ShardingSphere 基于底层数据库提供分布式数据库解决方案，可以水平扩展计算和存储。

高可用

ShardingSphere 提供基于原生或 Kubernetes 环境下数据库集群的分布式高可用能力。

数据加密

ShardingSphere 提供完整、透明、安全、低成本的数据加密解决方案。

分布式事务

基于 XA 和 BASE 的混合事务引擎，ShardingSphere 提供在独立数据库上的分布式事务功能，保证跨数据源的数据安全。

数据迁移

ShardingSphere 提供跨数据源的数据迁移能力，并可支持重分片扩展。

影子库

在全链路压测场景下，ShardingSphere 支持不同工作负载下的数据隔离，避免测试数据污染生产环境。

读写分离

基于对 SQL 语义理解及对底层数据库拓扑感知能力，ShardingSphere 提供灵活的读写流量拆分和读流量负载均衡。

联邦查询

ShardingSphere 提供跨数据源的复杂查询分析能力，实现跨源的数据关联与聚合。

整体架构

Apache ShardingSphere 5.x 版本开始致力于提供可插拔架构，项目的功能组件能够灵活的以可插拔的方式进行扩展。 目前，数据分片、读写分离、数据加密、影子库压测等功能，以及对 MySQL、PostgreSQL、SQLServer、Oracle 等 SQL 与协议的支持，均通过插件的方式织入项目。 开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。Apache ShardingSphere 目前已提供数十个 SPI 作为系统的扩展点，而且仍在不断增加中。

如图7-2，是Sharding-Sphere的整体架构。

Sharding-JDBC

Sharding-JDBC是比较常用的一个组件，它定位的是一个增强版的JDBC驱动，简单来说就是在应用端来完成数据库分库分表相关的路由和分片操作，也是我们本阶段重点去分析的组件。

我们在项目内引入Sharding-JDBC的依赖，我们的业务代码在操作数据库的时候，就会通过Sharding-JDBC的代码连接到数据库。也就是分库分表的一些核心动作，比如SQL解析，路由，执行，结果处理，都是由它来完成的，它工作在客户端。

Sharding-Proxy

Sharding-Proxy有点类似于Mycat，它是提供了数据库层面的代理，什么意思呢？简单来说，以前我们的应用是直连数据库，引入了Sharding-Proxy之后，我们的应用是直连Sharding-Proxy，然后Sharding-Proxy通过处理之后再转发到mysql中。

这种方式的好处在于，用户不需要感知到分库分表的存在，相当于正常访问mysql。目前Sharding-Proxy支持Mysql和PostgreSQL两种数据库协议，如图7-4所示。

Sharding-Sidecar（TODO）

看到Sidecar，大家应该就能想到服务网格架构，它主要定位于 Kubernetes 的云原生数据库代理，以 Sidecar 的形式代理所有对数据库的访问。目前Sharding-Sidecar还处于开发阶段未发布。

https://shardingsphere.apache.org/document/current/cn/downloads/