當(dāng)團隊對系統(tǒng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)庫進行了細致的梳理，確定了切分方案后，接下來的問題就是如何去實現(xiàn)切分方案了，目前在sharding方面有不少的開源框架和產(chǎn)品可供參考，同時很多團隊也會選擇自主開發(fā)實現(xiàn)，而不管是選擇框架還是自主開發(fā)，都會面臨一個在哪一層上實現(xiàn)sharding邏輯的問題，本文會對這一系列的問題逐一進行分析和考量。

一、sharding邏輯的實現(xiàn)層面

從一個系統(tǒng)的程序架構(gòu)層面來看，sharding邏輯可以在DAO層、JDBC API層、介于DAO與JDBC之間的Spring數(shù)據(jù)訪問封裝層(各種spring的template)以及介于應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫之間的sharding代理服務(wù)器四個層面上實現(xiàn)。

圖1. Sharding實現(xiàn)層面與相關(guān)框架/產(chǎn)品

• 在DAO層實現(xiàn)

當(dāng)團隊決定自行實現(xiàn)sharding的時候，DAO層可能是嵌入sharding邏輯的***位置，因為在這個層面上，每一個DAO的方法都明確地知道需要訪問的數(shù)據(jù)表以及查詢參數(shù)，借助這些信息可以直接定位到目標shard上，而不必像框架那樣需要對SQL進行解析然后再依據(jù)配置的規(guī)則進行路由。另一個優(yōu)勢是不會受ORM框架的制約。由于現(xiàn)在的大多數(shù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)訪問層上會依賴某種ORM框架，而多數(shù)的shrading框架往往無法支持或只能支持一種orm框架，這使得在選擇和應(yīng)用框架時受到了很大的制約，而自行實現(xiàn)sharding完全沒有這方面的問題，甚至不同的shard使用不同的orm框架都可以在一起協(xié)調(diào)工作。比如現(xiàn)在的java應(yīng)用大多使用hibernate，但是當(dāng)下還沒有非常令人滿意的基于hibernate的sharding框架，(關(guān)于hibernate hards會在下文介紹)，因此很多團隊會選擇自行實現(xiàn)sharding。

簡單總結(jié)一下，在DAO層自行實現(xiàn)sharding的優(yōu)勢在于：不受ORM框架的制約、實現(xiàn)起來較為簡單、易于根據(jù)系統(tǒng)特點進行靈活的定制、無需SQL解析和路由規(guī)則匹配，性能上表現(xiàn)會稍好一些;劣勢在于：有一定的技術(shù)門檻，工作量比依靠框架實現(xiàn)要大(反過來看，框架會有學(xué)習(xí)成本)、不通用，只能在特定系統(tǒng)里工作。當(dāng)然，在DAO層同樣可以通過XML配置或是注解將sharding邏輯抽離到“外部”，形成一套通用的框架. 不過目前還沒有出現(xiàn)此類的框架。

• 在ORM框架層實現(xiàn)

在ORM框架層實現(xiàn)sharding有兩個方向，一個是在實現(xiàn)O-R Mapping的前提下同時提供sharding支持，從而定位為一種分布式的數(shù)據(jù)訪問框架，這一類類型的框架代表就是guzz另一個方向是通過對既有ORM框架進行修改增強來加入sharding機制。此類型的代表產(chǎn)品是hibernate shard. 應(yīng)該說以hibernate這樣主流的地位，行業(yè)對于一款面向hibernate的sharding框架的需求是非常迫切的，但是就目前的hibernate shards來看，表現(xiàn)還算不上令人滿意，主要是它對使用hibernate的限制過多，比如它對HQL的支持就非常有限。在mybatis方面，目前還沒有成熟的相關(guān)框架產(chǎn)生。有人提出利用mybatis的插件機制實現(xiàn)sharding,但是遺憾的是，mybatis的插件機制控制不到多數(shù)據(jù)源的連接層面，另一方面，離開插件層又失去了對sql進行集中解析和路由的機會，因此在mybatis框架上，目前還沒有可供借鑒的框架，團隊可能要在DAO層或Spring模板類上下功夫了。

• 在JDBC API層實現(xiàn)

JDBC API層是很多人都會想到的一個實現(xiàn)sharding的***場所，如果我們能提供一個實現(xiàn)了sharding邏輯的JDBC API實現(xiàn)，那么sharding對于整個應(yīng)用程序來說就是完全透明的，而這樣的實現(xiàn)可以直接作為通用的sharding產(chǎn)品了。但是這種方案的技術(shù)門檻和工作量顯然不是一般團隊能做得來的，因此基本上沒有團隊會在這一層面上實現(xiàn)sharding,甚至也沒有此類的開源產(chǎn)品。筆者知道的只有一款商業(yè)產(chǎn)品dbShards采用的是這一方案。

• 在介于DAO與JDBC之間的Spring數(shù)據(jù)訪問封裝層實現(xiàn)

在springd大行其道的今天，幾乎沒有哪個java平臺上構(gòu)建的應(yīng)用不使用spring，在DAO與JDBC之間，spring提供了各種template來管理資源的創(chuàng)建與釋放以及與事務(wù)的同步，大多數(shù)基于spring的應(yīng)用都會使用template類做為數(shù)據(jù)訪問的入口，這給了我們另一個嵌入sharding邏輯的機會，就是通過提供一個嵌入了sharding邏輯的template類來完成sharding工作.這一方案在效果上與基于JDBC API實現(xiàn)的方案基本一致，同樣是對上層代碼透明，在進行sharding改造時可以平滑地過度，但它的實現(xiàn)卻比基于JDBC API的方式簡單，因此成為了不少框架的選擇，阿里集團研究院開源的Cobar Client就是這類方案的一種實現(xiàn)。

• 在應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫之間通過代理實現(xiàn)

在應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫之間加入一個代理，應(yīng)用程序向數(shù)據(jù)發(fā)出的數(shù)據(jù)請求會先通過代理，代理會根據(jù)配置的路由規(guī)則，對SQL進行解析后路由到目標shard，因為這種方案對應(yīng)用程序完全透明，通用性好，所以成為了很多sharding產(chǎn)品的選擇。在這方面較為知名的產(chǎn)品是mysql官方的代理工具：Mysql Proxy和一款國人開發(fā)的產(chǎn)品:amoeba。mysql proxy本身并沒有實現(xiàn)任何sharding邏輯，它只是作為一種面向mysql數(shù)據(jù)庫的代理，給開發(fā)人員提供了一個嵌入sharding邏輯的場所，它使用lua作為編程語言，這對很多團隊來說是需要考慮的一個問題。amoeba則是專門實現(xiàn)讀寫分離與sharding的代理產(chǎn)品，它使用非常簡單，不使用任何編程語言，只需要通過xml進行配置。不過amoeba不支持事務(wù)(從應(yīng)用程序發(fā)出的包含事務(wù)信息的請求到達amoeba時，事務(wù)信息會被抹去，因此，即使是單點數(shù)據(jù)訪問也不會有事務(wù)存在)一直是個硬傷。當(dāng)然，這要看產(chǎn)品的定位和設(shè)計理念，我們只能說對于那些對事務(wù)要求非常高的系統(tǒng)，amoeba是不適合的。

二、使用框架還是自主開發(fā)?

前面的討論中已經(jīng)羅列了很多開源框架與產(chǎn)品，這里再整理一下：基于代理方式的有MySQL Proxy和Amoeba，基于Hibernate框架的是Hibernate Shards，通過重寫spring的ibatis template類是Cobar Client，這些框架各有各的優(yōu)勢與短板，架構(gòu)師可以在深入調(diào)研之后結(jié)合項目的實際情況進行選擇，但是總的來說，我個人對于框架的選擇是持謹慎態(tài)度的。一方面多數(shù)框架缺乏成功案例的驗證，其成熟性與穩(wěn)定性值得懷疑。另一方面，一些從成功商業(yè)產(chǎn)品開源出框架(如阿里和淘寶的一些開源項目)是否適合你的項目是需要架構(gòu)師深入調(diào)研分析的。當(dāng)然，最終的選擇一定是基于項目特點、團隊狀況、技術(shù)門檻和學(xué)習(xí)成本等綜合因素考量確定的。