作者:擁之則安
出處:https://segmentfault.com/a/1190000037545458
1.非分片字段查詢
Mycat中的路由結(jié)果是通過(guò) 分片字段 和 分片方法 來(lái)確定的。例如下圖中的一個(gè)Mycat分庫(kù)方案：
- 根據(jù) tt_waybill 表的 id 字段來(lái)進(jìn)行分片
- 分片方法為 id 值取 3 的模，根據(jù)模值確定在DB1，DB2，DB3中的某個(gè)分片
如果查詢條件中有 id 字段的情況還好，查詢將會(huì)落到某個(gè)具體的分片。例如：
MySQL>select * from tt_waybill where id = 12330;
此時(shí)Mycat會(huì)計(jì)算路由結(jié)果
12330 % 3 = 0 –> DB1
并將該請(qǐng)求路由到DB1上去執(zhí)行。
如果查詢條件中沒(méi)有 分片字段 條件，例如：
mysql>select * from tt_waybill where waybill_no =88661;
此時(shí)Mycat無(wú)法計(jì)算路由，便發(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行：
DB1 –> select * from tt_waybill where waybill_no =88661;
DB2 –> select * from tt_waybill where waybill_no =88661;
DB3 –> select * from tt_waybill where waybill_no =88661;
如果該分片字段選擇度高，也是業(yè)務(wù)常用的查詢維度，一般只有一個(gè)或極少數(shù)個(gè)DB節(jié)點(diǎn)命中（返回結(jié)果集）。示例中只有3個(gè)DB節(jié)點(diǎn)，而實(shí)際應(yīng)用中的DB節(jié)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)，假如有50個(gè)，那么前端的一個(gè)查詢，落到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)上則變成50個(gè)查詢，會(huì)極大消耗Mycat和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)資源。
如果設(shè)計(jì)使用Mycat時(shí)有非分片字段查詢，請(qǐng)考慮放棄！
2.分頁(yè)排序
先看一下Mycat是如何處理分頁(yè)操作的，假如有如下Mycat分庫(kù)方案：
一張表有30份數(shù)據(jù)分布在3個(gè)分片DB上，具體數(shù)據(jù)分布如下
DB1：[0,1,2,3,4,10,11,12,13,14]
DB2：[5,6,7,8,9,16,17,18,19]
DB3：[20,21,22,23,24,25,26,27,28,29]
（這個(gè)示例的場(chǎng)景中沒(méi)有查詢條件，所以都是全分片查詢，也就沒(méi)有假定該表的分片字段和分片方法）
當(dāng)應(yīng)用執(zhí)行如下分頁(yè)查詢時(shí)
mysql>select * from table limit 2;
Mycat將該SQL請(qǐng)求分發(fā)到各個(gè)DB節(jié)點(diǎn)去執(zhí)行，并接收各個(gè)DB節(jié)點(diǎn)的返回結(jié)果
DB1: [0,1]
DB2: [5,6]
DB3: [20,21]
但Mycat向應(yīng)用返回的結(jié)果集取決于哪個(gè)DB節(jié)點(diǎn)最先返回結(jié)果給Mycat。如果Mycat最先收到DB1節(jié)點(diǎn)的結(jié)果集，那么Mycat返回給應(yīng)用端的結(jié)果集為 [0,1] ，如果Mycat最先收到DB2節(jié)點(diǎn)的結(jié)果集，那么返回給應(yīng)用端的結(jié)果集為 [5,6] 。也就是說(shuō)，相同情況下，同一個(gè)SQL，在Mycat上執(zhí)行時(shí)會(huì)有不同的返回結(jié)果。
在Mycat中執(zhí)行分頁(yè)操作時(shí)必須顯示加上排序條件才能保證結(jié)果的正確性，下面看一下Mycat對(duì)排序分頁(yè)的處理邏輯。
假如在前面的分頁(yè)查詢中加上了排序條件（假如表數(shù)據(jù)的列名為 id ）
mysql>select * from table order by id limit 2;
Mycat的處理邏輯如下圖：
在有排序呢條件的情況下，Mycat接收到各個(gè)DB節(jié)點(diǎn)的返回結(jié)果后，對(duì)其進(jìn)行最小堆運(yùn)算，計(jì)算出所有結(jié)果集中最小的兩條記錄 [0,1] 返回給應(yīng)用。
但是，當(dāng)排序分頁(yè)中有 偏移量 （offset）時(shí)，處理邏輯又有不同。假如應(yīng)用的查詢SQL如下：
mysql>select * from table order by id limit 5,2 ;
如果按照上述排序分頁(yè)邏輯來(lái)處理，那么處理結(jié)果如下圖：
Mycat將各個(gè)DB節(jié)點(diǎn)返回的數(shù)據(jù) [10,11], [16,17], [20,21] 經(jīng)過(guò)最小堆計(jì)算后返回給應(yīng)用的結(jié)果集是 [10,11] 。可是，對(duì)于應(yīng)用而言，該表的所有數(shù)據(jù)明明是 0-29 這30個(gè)數(shù)據(jù)的集合， limit 5,2 操作返回的結(jié)果集應(yīng)該是 [5,6] ，如果返回 [10,11] 則是錯(cuò)誤的處理邏輯。
所以Mycat在處理 有偏移量的排序分頁(yè) 時(shí)是另外一套邏輯—— 改寫SQL 。如下圖：
Mycat在下發(fā)有 limit m,n 的SQL語(yǔ)句時(shí)會(huì)對(duì)其進(jìn)行改寫，改寫成 limit 0, m+n 來(lái)保證查詢結(jié)果的邏輯正確性。所以，Mycat發(fā)送到后端DB上的SQL語(yǔ)句是
mysql>select * from table order by id limit 0,7;
各個(gè)DB返回給Mycat的結(jié)果集是
DB1: [0,1,2,3,4,10,11]
DB2: [5,6,7,8,9,16,17]
DB3: [20,21,22,23,24,25,26]
經(jīng)過(guò)最小堆計(jì)算后得到最小序列 [0,1,2,3,4,5,6] ，然后返回偏移量為5的兩個(gè)結(jié)果為 [5,6] 。
雖然Mycat返回了正確的結(jié)果，但是仔細(xì)推敲發(fā)現(xiàn)這類操作的處理邏輯是及其消耗（浪費(fèi)）資源的。應(yīng)用需要的結(jié)果集為2條，Mycat中需要處理的結(jié)果數(shù)為21條。也就是說(shuō)，對(duì)于有 t 個(gè)DB節(jié)點(diǎn)的全分片 limit m, n 操作，Mycat需要處理的數(shù)據(jù)量為 (m+n)*t 個(gè)。比如實(shí)際應(yīng)用中有50個(gè)DB節(jié)點(diǎn)，要執(zhí)行l(wèi)imit 1000,10操作，則Mycat處理的數(shù)據(jù)量為 50500 條，返回結(jié)果集為 10 ，當(dāng)偏移量更大時(shí)，內(nèi)存和CPU資源的消耗則是數(shù)十倍增加。
如果設(shè)計(jì)使用Mycat時(shí)有分頁(yè)排序，請(qǐng)考慮放棄！
3.任意表JOIN
先看一下在單庫(kù)中JOIN中的場(chǎng)景。假設(shè)在某單庫(kù)中有 player 和 team 兩張表， player 表中的 team_id 字段與 team 表中的 id 字段相關(guān)聯(lián)。操作場(chǎng)景如下圖：
JOIN操作的SQL如下
mysql>select p_name,t_name from player p, team t where p.no = 3 and p.team_id = t.id;
此時(shí)能查詢出結(jié)果
p_name
t_name
Wade
Heat
如果將這兩個(gè)表的數(shù)據(jù)分庫(kù)后，相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可能分布在不同的DB節(jié)點(diǎn)上，如下圖：
這個(gè)SQL在各個(gè)單獨(dú)的分片DB中都查不出結(jié)果，也就是說(shuō)Mycat不能查詢出正確的結(jié)果集。
設(shè)計(jì)使用Mycat時(shí)如果要進(jìn)行表JOIN操作，要確保兩個(gè)表的關(guān)聯(lián)字段具有相同的數(shù)據(jù)分布，否則請(qǐng)考慮放棄！
4.分布式事務(wù)
Mycat并沒(méi)有根據(jù)二階段提交協(xié)議實(shí)現(xiàn) XA事務(wù) ，而是只保證 prepare 階段數(shù)據(jù)一致性的 弱XA事務(wù) ，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
應(yīng)用開啟事務(wù)后Mycat標(biāo)識(shí)該連接為非自動(dòng)提交，比如前端執(zhí)行
mysql>begin;
Mycat不會(huì)立即把命令發(fā)送到DB節(jié)點(diǎn)上，等后續(xù)下發(fā)SQL時(shí)，Mycat從連接池獲取非自動(dòng)提交的連接去執(zhí)行。
Mycat會(huì)等待各個(gè)節(jié)點(diǎn)的返回結(jié)果，如果都執(zhí)行成功，Mycat給該連接標(biāo)識(shí)為 Prepare Ready 狀態(tài)，如果有一個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行失敗，則標(biāo)識(shí)為 Rollback 狀態(tài)。
執(zhí)行完成后Mycat等待前端發(fā)送 commit 或 rollback 命令。發(fā)送 commit 命令時(shí)，Mycat檢測(cè)當(dāng)前連接是否為 Prepare Ready 狀態(tài)，若是，則將 commit 命令發(fā)送到各個(gè)DB節(jié)點(diǎn)。
但是，這一階段是無(wú)法保證一致性的，如果一個(gè)DB節(jié)點(diǎn)在 commit 時(shí)故障，而其他DB節(jié)點(diǎn) commit 成功，Mycat會(huì)一直等待故障DB節(jié)點(diǎn)返回結(jié)果。Mycat只有收到所有DB節(jié)點(diǎn)的成功執(zhí)行結(jié)果才會(huì)向前端返回 執(zhí)行成功 的包，此時(shí)Mycat只能一直 waiting 直至_TIMEOUT_，導(dǎo)致事務(wù)一致性被破壞。
設(shè)計(jì)使用Mycat時(shí)如果有分布式事務(wù)，得先看是否得保證事務(wù)得強(qiáng)一致性，否則請(qǐng)考慮放棄！
作者:擁之則安
出處:https://segmentfault.com/a/1190000037545458
