我們知道，當(dāng)前的應(yīng)用都離不開數(shù)據(jù)庫(kù)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)越來越多，單表突破性能上限記錄時(shí)，如MySQL單表上線估計(jì)在近千萬(wàn)條內(nèi)，當(dāng)記錄數(shù)繼續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，從性能考慮，則需要進(jìn)行拆分處理。而拆分分為橫向拆分和縱向拆分。一般來說，采用橫向拆分較多，這樣的表結(jié)構(gòu)是一致的，只是不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)表中。其中橫向拆分也分為分庫(kù)和分表。

1.示例數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)備

為了說清楚如何用Java語(yǔ)言和相關(guān)框架實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)表的分庫(kù)和分表處理。這里首先用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，名字為mydb和mydb2，此可演示分庫(kù)操作。另外在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例中，創(chuàng)建12個(gè)業(yè)務(wù)表，按年月進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分。具體的創(chuàng)建表腳本如下：

CREATE TABLE `t_bill_2021_1` ( 
  `order_id` bigint(20) NOT NULL  COMMENT '訂單id', 
  `user_id` int(20) NOT NULL COMMENT '用戶id', 
  `address_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '地址id', 
  `status` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '訂單狀態(tài)', 
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時(shí)間', 
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci; 
 
CREATE TABLE `t_bill_2021_2` ( 
  `order_id` bigint(20) NOT NULL  COMMENT '訂單id', 
  `user_id` int(20) NOT NULL COMMENT '用戶id', 
  `address_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '地址id', 
  `status` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '訂單狀態(tài)', 
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時(shí)間', 
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci; 
-- 省略.... 
CREATE TABLE `t_bill_2021_12` ( 
  `order_id` bigint(20) NOT NULL  COMMENT '訂單id', 
  `user_id` int(20) NOT NULL COMMENT '用戶id', 
  `address_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '地址id', 
  `status` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '訂單狀態(tài)', 
  `create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時(shí)間', 
  PRIMARY KEY (`order_id`) USING BTREE 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci; 

成功執(zhí)行腳本后，在MySQL管理工具中可以看到如下的示例界面：

2.分庫(kù)分表實(shí)現(xiàn)

在Java語(yǔ)言下的框架中，有眾多的開源框架，其中關(guān)于分庫(kù)分表的框架，可以選擇Apache ShardingSphere，其官網(wǎng)介紹說：ShardingSphere 是一套開源的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案組成的生態(tài)圈，它由 JDBC、Proxy 和 Sidecar（規(guī)劃中）這 3 款既能夠獨(dú)立部署，又支持混合部署配合使用的產(chǎn)品組成。 它們均提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)水平擴(kuò)展、分布式事務(wù)和分布式治理等功能，可適用于如 Java 同構(gòu)、異構(gòu)語(yǔ)言、云原生等各種多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。Apache ShardingSphere 5.x 版本開始致力于可插拔架構(gòu)。 目前，數(shù)據(jù)分片、讀寫分離、數(shù)據(jù)加密、影子庫(kù)壓測(cè)等功能，以及 MySQL、PostgreSQL、SQLServer、Oracle 等 SQL 與協(xié)議的支持，均通過插件的方式織入項(xiàng)目。官網(wǎng)地址為： https://shardingsphere.apache.org/index_zh.html 。

下面的示例采用Spring Boot框架來實(shí)現(xiàn)，相關(guān)的庫(kù)通過Maven進(jìn)行管理。首先給出pom.xml配置文件的定義： 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> 
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion> 
    <parent> 
        <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> 
        <version>2.5.3</version> 
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> 
    </parent> 
    <groupId>com.example</groupId> 
    <artifactId>wyd</artifactId> 
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> 
    <name>wyd</name> 
    <description>Demo project for Spring Boot</description> 
    <properties> 
        <java.version>1.8</java.version> 
        <mybatis-plus.version>3.1.1</mybatis-plus.version> 
        <sharding-sphere.version>4.0.0-RC2</sharding-sphere.version> 
        <shardingsphere.version>5.0.0-beta</shardingsphere.version> 
    </properties> 
    <dependencies> 
        <dependency> 
            <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId> 
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId> 
            <version>2.0.1</version> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>com.baomidou</groupId> 
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId> 
            <version>${mybatis-plus.version}</version> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.projectlombok</groupId> 
            <artifactId>lombok</artifactId> 
            <optional>true</optional> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>joda-time</groupId> 
            <artifactId>joda-time</artifactId> 
            <version>2.9.8</version> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId> 
            <artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId> 
            <version>${sharding-sphere.version}</version> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId> 
            <artifactId>sharding-jdbc-spring-namespace</artifactId> 
            <version>${sharding-sphere.version}</version> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>mysql</groupId> 
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> 
            <scope>runtime</scope> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.postgresql</groupId> 
            <artifactId>postgresql</artifactId> 
            <scope>runtime</scope> 
        </dependency> 
        <dependency> 
            <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> 
            <scope>test</scope> 
        </dependency> 
    </dependencies> 
    <build> 
        <plugins> 
            <plugin> 
                <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> 
            </plugin> 
        </plugins> 
    </build> 
</project> 

其次，給出一個(gè)實(shí)體類，它對(duì)應(yīng)于上述創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)表t_bill，其定義如下：

package com.example.wyd.dao; 
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName; 
import lombok.Data; 
import java.util.Date; 
@Data 
@TableName("t_bill") 
public class Bill { 
    private Long orderId; 
    private Integer userId; 
    private Long addressId; 
    private String status; 
    private Date createTime; 
    public void setOrderId(Long orderId) { 
        this.orderId = orderId; 
    } 
    public void setUserId(Integer userId) { 
        this.userId = userId; 
    } 
    public void setAddressId(Long addressId) { 
        this.addressId = addressId; 
    } 
    public void setStatus(String status) { 
        this.status = status; 
    } 
    public void setCreateTime(Date createTime) { 
        this.createTime = createTime; 
    } 
} 
映射類BillMapper定義如下： 
 
package com.example.wyd.mapper; 
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper; 
import com.example.wyd.dao.Bill; 
public interface BillMapper extends BaseMapper<Bill> { 
 
} 

服務(wù)類接口定義如下：

package com.example.wyd.service; 
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService; 
import com.example.wyd.dao.Bill; 
public interface BillService extends IService<Bill> { 
 
} 

服務(wù)類接口的實(shí)現(xiàn)類定義如下：

package com.example.wyd.service; 
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl; 
import com.example.wyd.dao.Bill; 
import com.example.wyd.mapper.BillMapper; 
import org.springframework.stereotype.Service; 
@Service 
public class BillServiceImpl extends ServiceImpl<BillMapper, Bill> implements BillService { 
 
} 

這里我們采用了MybatisPlus框架，它可以很方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)操作，而無(wú)需過多寫SQL來實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)邏輯。通過上述定義，通過繼承接口的方式，并提供實(shí)體類的定義，MybatisPlus框架會(huì)通過反射機(jī)制來根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置來生成SQL語(yǔ)句，其中包含增刪改查接口，具體的實(shí)現(xiàn)我們并未具體定義。

下面定義一個(gè)自定義的分庫(kù)算法，具體實(shí)現(xiàn)如下：

package com.example.wyd; 
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.standard.PreciseShardingAlgorithm; 
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.standard.PreciseShardingValue; 
import java.util.Collection; 
//自定義數(shù)據(jù)庫(kù)分片算法 
public class DBShardingAlgorithm implements PreciseShardingAlgorithm<Long> { 
    @Override 
    public String doSharding(Collection<String> availableTargetNames, PreciseShardingValue<Long> shardingValue) { 
        //真實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn) 
        availableTargetNames.stream().forEach((item) -> { 
           System.out.println("actual db:" + item); 
        }); 
        //邏輯表以及分片的字段名 
        System.out.println("logicTable:"+shardingValue.getLogicTableName()+";shardingColumn:"+ shardingValue.getColumnName()); 
        //分片數(shù)據(jù)字段值 
        System.out.println("shardingColumn value:"+ shardingValue.getValue().toString()); 
        //獲取字段值 
        long orderId = shardingValue.getValue(); 
        //分片索引計(jì)算 0 , 1 
        long db_index = orderId & (2 - 1); 
        for (String each : availableTargetNames) { 
            if (each.equals("ds"+db_index)) { 
                //匹配的話，返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)名 
                return each; 
            } 
        } 
        throw new IllegalArgumentException(); 
    } 
} 

下面給出數(shù)據(jù)的分表邏輯，這個(gè)定義稍顯復(fù)雜一點(diǎn)，就是根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的日期字段值，根據(jù)月份落入對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)表中。實(shí)現(xiàn)示例代碼如下： 

package com.example.wyd; 
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.standard.PreciseShardingAlgorithm; 
import org.apache.shardingsphere.api.sharding.standard.PreciseShardingValue; 
import java.util.Collection; 
import java.util.Date; 
//表按日期自定義分片 
public class TableShardingAlgorithm implements PreciseShardingAlgorithm<Date> { 
    @Override 
    public String doSharding(Collection<String> availableTargetNames, PreciseShardingValue<Date> shardingValue) { 
        //真實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn) 
        availableTargetNames.stream().forEach((item) -> { 
            System.out.println("actual db:" + item); 
        }); 
        //邏輯表以及分片的字段名 
        System.out.println("logicTable:"+shardingValue.getLogicTableName()+";shardingColumn:"+ shardingValue.getColumnName()); 
        //分片數(shù)據(jù)字段值 
        System.out.println("shardingColumn value:"+ shardingValue.getValue().toString()); 
        //獲取表名前綴 
        String tb_name = shardingValue.getLogicTableName() + "_"; 
        //根據(jù)日期分表 
        Date date = shardingValue.getValue(); 
        String year = String.format("%tY", date); 
        String mon =String.valueOf(Integer.parseInt(String.format("%tm", date))); 
        //String dat = String.format("%td", date); //也可以安裝年月日來分表 
        // 選擇表 
        tb_name = tb_name + year + "_" + mon; 
        //實(shí)際的表名 
        System.out.println("tb_name:" + tb_name); 
        for (String each : availableTargetNames) { 
            //System.out.println("availableTableName:" + each); 
            if (each.equals(tb_name)) { 
                //返回物理表名 
                return each; 
            } 
        } 
        throw new IllegalArgumentException(); 
    } 
} 

數(shù)據(jù)的分庫(kù)分表可以在Spring Boot的屬性配置文件中進(jìn)行設(shè)（ application.properties ）： 

server.port=8080 
######################################################################################################### 
# 配置ds0 和ds1兩個(gè)數(shù)據(jù)源 
spring.shardingsphere.datasource.names = ds0,ds1 
 
#ds0 配置 
spring.shardingsphere.datasource.ds0.type = com.zaxxer.hikari.HikariDataSource 
spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver 
spring.shardingsphere.datasource.ds0.jdbc-url = jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb?characterEncoding=utf8 
spring.shardingsphere.datasource.ds0.username = uname 
spring.shardingsphere.datasource.ds0.password = pwd 
 
#ds1 配置 
spring.shardingsphere.datasource.ds1.type = com.zaxxer.hikari.HikariDataSource 
spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver 
spring.shardingsphere.datasource.ds1.jdbc-url = jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb2characterEncoding=utf8 
spring.shardingsphere.datasource.ds1.username = uname 
spring.shardingsphere.datasource.ds1.password = pwd 
######################################################################################################### 
# 默認(rèn)的分庫(kù)策略：id取模 
spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.sharding-column = id 
spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.algorithm-expression = ds$->{id % 2} 
######################################################################################################### 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.actual-data-nodes=ds$->{0..1}.t_bill_$->{2021..2021}_$->{1..12} 
#數(shù)據(jù)庫(kù)分片字段 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.database-strategy.standard.sharding-column=order_id 
#自定義數(shù)據(jù)庫(kù)分片策略 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.database-strategy.standard.precise-algorithm-class-name=com.example.wyd.DBShardingAlgorithm 
#表分片字段 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.table-strategy.standard.sharding-column=create_time 
#自定義表分片策略 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.table-strategy.standard.precise-algorithm-class-name=com.example.wyd.TableShardingAlgorithm 
######################################################################################################### 
# 使用SNOWFLAKE算法生成主鍵 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.key-generator.column = order_id 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.key-generator.type = SNOWFLAKE 
spring.shardingsphere.sharding.tables.t_bill.key-generator.props.worker.id=123 
######################################################################################################### 
spring.shardingsphere.props.sql.show = true 

最后，我們給出一個(gè)定義的Controller類型，來測(cè)試分庫(kù)分表的查詢和保存操作是否正確。HomeController類定義如下：

package com.example.wyd.controller; 
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper; 
import com.example.wyd.dao.Bill; 
import com.example.wyd.service.BillService; 
import org.joda.time.DateTime; 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; 
import java.text.ParseException; 
import java.text.SimpleDateFormat; 
import java.util.Date; 
import java.util.List; 
@RestController 
@RequestMapping("/api") 
public class HomeController { 
    @Autowired 
    private BillService billService; 
    //http://localhost:8080/api/query?start=2021-02-07%2000:00:00&end=2021-03-07%2000:00:00 
    @RequestMapping("/query") 
    public List<Bill> queryList(@RequestParam("start") String start, @RequestParam("end") String end) { 
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); 
        try { 
            Date date = sdf.parse(start); 
            Date date2 = sdf.parse(end); 
            QueryWrapper<Bill> queryWrapper = new QueryWrapper<>(); 
            queryWrapper.ge("create_time",date) 
                    .and(qw-> qw.le("create_time", date2)).last("limit 1,10"); 
            List<Bill> billIPage = billService.list(queryWrapper); 
            System.out.println(billIPage.size()); 
            billIPage.forEach(System.out::println); 
            return billIPage; 
        } catch (ParseException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        return null; 
    } 
    //http://localhost:8080/api/save?userid=999&addressId=999&status=M&date=2021-03-07%2000:00:00 
    @RequestMapping("/save") 
    public String Save(@RequestParam("userid") int userId, @RequestParam("addressId") long AddressId, 
                       @RequestParam("status") String status 
            ,@RequestParam("date") String strDate) { 
        String ret ="0"; 
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); 
        try { 
            Date date = sdf.parse(strDate); 
            Bill bill = new Bill(); 
            bill.setUserId(userId); 
            bill.setAddressId(AddressId); 
            bill.setStatus(status); 
            bill.setCreateTime(date); 
            boolean isOk = billService.save(bill); 
            if (isOk){ 
                ret ="1"; 
            } 
        } catch (ParseException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        return ret; 
    } 
} 

至此，我們可以用測(cè)試類初始化一些數(shù)據(jù)，并做一些初步的數(shù)據(jù)操作測(cè)試：

package com.example.wyd; 
 
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper; 
import com.example.wyd.dao.Bill; 
import com.example.wyd.dao.Order; 
import com.example.wyd.service.BillService; 
import com.example.wyd.service.OrderService; 
import org.joda.time.DateTime; 
import org.junit.jupiter.api.Test; 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; 
 
import java.text.ParseException; 
import java.text.SimpleDateFormat; 
import java.util.*; 
 
public class OrderServiceImplTest extends WydApplicationTests { 
    @Autowired 
    private BillService billService; 
    @Test 
    public void testBillSave(){ 
        for (int i = 0 ; i< 120 ; i++){ 
            Bill bill = new Bill(); 
            bill.setUserId(i); 
            bill.setAddressId((long)i); 
            bill.setStatus("K"); 
            bill.setCreateTime((new Date(new DateTime(2021,(i % 11)+1,7,00, 00,00,000).getMillis()))); 
            billService.save(bill); 
        } 
    } 
    @Test 
    public void testGetByOrderId(){ 
        long id = 626038622575374337L; //根據(jù)數(shù)據(jù)修改，無(wú)數(shù)據(jù)會(huì)報(bào)錯(cuò) 
        QueryWrapper<Bill> queryWrapper = new QueryWrapper<>(); 
        queryWrapper.eq("order_id", id); 
        Bill bill = billService.getOne(queryWrapper); 
        System.out.println(bill.toString()); 
    } 
 
    @Test 
    public void testGetByDate(){ 
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); 
        try { 
            Date date = sdf.parse("2021-02-07 00:00:00"); 
            QueryWrapper<Bill> queryWrapper = new QueryWrapper<>(); 
            queryWrapper.eq("create_time",date); 
            List<Bill> billIPage = billService.list(queryWrapper); 
            System.out.println(billIPage.size()); 
            System.out.println(billIPage.toString()); 
        } catch (ParseException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
 
    } 
 
    @Test 
    public void testGetByDate2(){ 
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); 
        try { 
            Date date = sdf.parse("2021-02-07 00:00:00"); 
            Date date2 = sdf.parse("2021-03-07 00:00:00"); 
            QueryWrapper<Bill> queryWrapper = new QueryWrapper<>(); 
            queryWrapper.ge("create_time",date) 
            .and(qw-> qw.le("create_time", date2)); 
            List<Bill> billIPage = billService.list(queryWrapper); 
            System.out.println(billIPage.size()); 
            billIPage.forEach(System.out::println); 
 
        } catch (ParseException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
 
    } 
} 

執(zhí)行上述測(cè)試，通過后會(huì)生成測(cè)試數(shù)據(jù)。

3.驗(yàn)證

打開瀏覽器，輸入網(wǎng)址進(jìn)行查詢測(cè)試：http://localhost:8080/api/query?start=2021-02-07%2000:00:00&end=2021-03-07%2000:00:00

輸入如下網(wǎng)址進(jìn)行數(shù)據(jù)新增測(cè)試：http://localhost:8080/api/save?userid=999&addressId=999&status=M&date=2021-03-07%2000:00:00

通過跟蹤分析，此數(shù)據(jù)落入如下的表中，SQL語(yǔ)句如下：

SELECT * FROM mydb2.t_bill_2021_3 LIMIT 0, 1000 

這里還需要注意， ShardingSphere 還支持分布式事務(wù) ，感興趣的可以閱讀官網(wǎng)相關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。