如何使用KingShard构建MySQL集群
2024-05-09 15:18:45
1. KingShard的应用场景
现在越来越多的互联网公司仍在大量使用MySQL来存储各种类型的关系数据。随着数据量和流量的增加，开发人员不得不考虑一些与MySQL相关的新问题。
- 读/写拆分。随着前端应用程序发送的流量不断增加，MySQL的一个实例无法容纳所有查询。此时，我们必须将读取查询发送到从站以进行负载平衡。
- MySQL中一个表的容量。如果在系统设计的开始阶段，您还没有考虑表格分片，这将使您的系统难以保持高性能。
- MySQL维护操作。如果没有代理，您应该在源代码中配置主服务器和从服务器主机。升级MySQL服务器时，前端应用程序必须进行相关规定。
- 连接池。前端应用程序通过与MySQL建立新连接来发送查询，并在不再需要发送查询时关闭连接。这些操作的额外性能成本不容忽视。如果在前端应用程序和MySQL之间添加连接池，并且前端应用程序可以从连接池中选择连接，则会提高系统性能。
- SQL日志。当程序出现问题时，通常我们希望获得程序发送的一些SQL日志。例如，我们想知道哪个SQL被发送到哪个DB后端。通过检查日志，它可以帮助我们更快地找到问题。
面对这些问题，我们可以在客户端代码中实现每个功能。但这也使客户的灵活性降低。我多年来一直致力于数据库开发，我相信我们可以使用MySQL代理更有效地解决问题，这就是我创建这个项目的原因。在本文中，我将向您展示kingshard如何解决上述问题。
2.安装KingShard
（1）设置配置文件
kingshard使用配置文件（ks.yaml）运行。在运行kingshard之前，需要配置文件。这里我给出一个配置文件作为演示，我们只需要修改一些配置选项，不需要从头开始重写配置文件。
# server listen addr
addr : 0.0.0.0:9696
# the web api server
web_addr : 0.0.0.0:9797
#HTTP Basic Auth
web_user : admin
web_password : admin# user list with user name and password
user_list:
-
user : kingshard
password : kingshard#if set log_path, the sql log will write into log_path/sql.log,the system log
#will write into log_path/sys.log
#log_path : /Users/flike/log# log level[debug|info|warn|error],default error
log_level : debug
#if set log_sql(on|off) off,the sql log will not output
#log_sql: off
#only log the query that take more than slow_log_time ms
#slow_log_time : 100
# the path of blacklist sql file
# all these sqls in the file will been forbidden by kingshard
#blacklist_sql_file: /Users/flike/blacklist
# only allow this ip list ip to connect kingshard
#allow_ips: 127.0.0.1
# the default charset of kingshard is utf8.
#proxy_charset: utf8mb4# node is an agenda for real remote mysql server.
nodes :
- name : node1 # default max conns for mysql servermax_conns_limit : 8# all mysql in a node must have the same user and passworduser : kingshard password : kingshard# master represents a real mysql master server master : 127.0.0.1:3306# slave represents a real mysql slave server,and the number after '@' is # read load weight of this slave.slave : down_after_noalive : 32
- name : node2 # default max conns for mysql servermax_conns_limit : 8# all mysql in a node must have the same user and passworduser : kingshard password : kingshard# master represents a real mysql master server master : 192.168.59.103:3307# slave represents a real mysql slave server slave : # down mysql after N seconds noalive# 0 will no downdown_after_noalive: 32# schema list include all user's schema
# schema defines which db can be used by client and this db's sql will be executed in which nodes
schema_list :
-user: kingshardnodes: [node1,node2]default: node1 shard:- db : kingshardtable: test_shard_hashkey: idnodes: [node1, node2]type: hashlocations: [4,4]- db : kingshardtable: test_shard_rangekey: idtype: rangenodes: [node1, node2]locations: [4,4]table_row_limit: 10000分片注释：
- kingshard支持两种分片类型：范围和哈希。
- 需要手动在正确的数据库中创建子表。格式是
table_%4d。换句话说，子表的索引是由四位数组成的整数。如table_name_0000,table_name_0012。 - 处理unshading表的所有SQL都将被发送到默认节点。
（2）安装并运行
1. Install Go
2. git clone https://github.com/flike/kingshard.git src/github.com/flike/kingshard
3. cd src/github.com/flike/kingshard
4. source ./dev.sh
5. make
6. set the config file (etc/ks.yaml)
7. run kingshard (./bin/kingshard -config=etc/multi.yaml)
3.分片
我用kingshard构建了一个mysql集群，拓扑结构如下所示。 
3.1实际的分片示例
3.1.1手动创建子表
我在node1和node2中创建了8个子表，每个节点有4个子表。test_shard_hash_0000, test_shard_hash_0001, test_shard_hash_0002, test_shard_hash_0003在node1和test_shard_hash_0004, test_shard_hash_0005, test_shard_hash_0006, test_shard_hash_0007node2中。create table sql如下：
CREATE TABLE `test_shard_hash_0000` (`id` bigint(64) unsigned NOT NULL,`str` varchar(256) DEFAULT NULL,`f` double DEFAULT NULL,`e` enum('test1','test2') DEFAULT NULL,`u` tinyint(3) unsigned DEFAULT NULL,`i` tinyint(4) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
3.1.2插入并选择分片操作
选择的SQL查询将根据条件发送到适当的数据库或多个数据库。插入SQL也将被发送到多个数据库，如果插入操作跨多个数据库，kingshard将把查询发送到多个数据库。查询如下：
mysql> insert into test_shard_hash(id,str,f,e,u,i) values(15,"flike",3.14,'test2',2,3);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> mysql> insert into test_shard_hash(id,str,f,e,u,i) values(7,"chen",2.1,'test1',32,3);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)mysql> insert into test_shard_hash(id,str,f,e,u,i) values(17,"github",2.5,'test1',32,3);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> insert into test_shard_hash(id,str,f,e,u,i) values(18,"kingshard",7.3,'test1',32,3);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)以及相应的日志如下：
2015/09/02 18:48:24 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:insert into test_shard_hash_0007(id, str, f, e, u, i) values (15, 'flike', 3.14, 'test2', 2, 3)
2015/09/02 18:49:05 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:insert into test_shard_hash_0007(id, str, f, e, u, i) values (7, 'chen', 2.1, 'test1', 32, 3)
2015/09/02 18:49:51 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:insert into test_shard_hash_0001(id, str, f, e, u, i) values (17, 'github', 2.5, 'test1', 32, 3)
2015/09/02 18:50:21 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:insert into test_shard_hash_0002(id, str, f, e, u, i) values (18, 'kingshard', 7.3, 'test1', 32, 3)
请注意，前两个查询已发送到node2中的master，最后两个SQL已发送到node1中的master。
然后我们发送选择查询以获取记录-kingshard支持跨节点的选择操作。选择查询如下：
mysql> select * from test_shard_hash where id < 18;
+----+--------+------+-------+------+------+
| id | str | f | e | u | i |
+----+--------+------+-------+------+------+
| 17 | github | 2.5 | test1 | 32 | 3 |
| 7 | chen | 2.1 | test1 | 32 | 3 |
| 15 | flike | 3.14 | test2 | 2 | 3 |
+----+--------+------+-------+------+------+
3 rows in set (0.02 sec)
由于分片类型是散列，因此select操作将查询所有数据库。相应的SQL记录如下：
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0000 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0001 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0002 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0003 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0004 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0005 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0006 where id < 18
2015/09/02 18:55:01 - INFO - 127.0.0.1:55003->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0007 where id < 18
如果选择SQL的查询条件相等，则kingshard将根据条件计算子表的索引。例如：
mysql> select * from test_shard_hash where id = 18;
+----+-----------+------+-------+------+------+
| id | str | f | e | u | i |
+----+-----------+------+-------+------+------+
| 18 | kingshard | 7.3 | test1 | 32 | 3 |
+----+-----------+------+-------+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
而SQL日志是：
2015/09/02 18:59:37 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0002 where id = 18
3.1.3分片的更新操作
更新SQL只会发送到一个数据库，如果更新操作accoss多数据库，kingshard将响应错误消息。
Kingshard支持在一个节点中更新操作accoss子表。例如如下：
mysql> update test_shard_hash set i=23 where id = 17 or id = 18;
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
相应的SQL日志如下：
2015/09/02 19:24:46 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:update test_shard_hash_0001 set i = 23 where id = 17 or id = 18
2015/09/02 19:24:46 - INFO - 127.0.0.1:55003->127.0.0.1:3306:update test_shard_hash_0002 set i = 23 where id = 17 or id = 18
如果需要更新的记录位于多个数据库中，则kingshard将响应并显示错误消息。例如如下：
mysql> update test_shard_hash set i=23 where id = 15 or id = 18;
ERROR 1105 (HY000): no route node
相应的SQL日志如下：
2015/09/02 19:24:24 - ERROR - router.go:[483] - [Router] "generateUpdateSql" "update in multi node" "RouteNodeIndexs=[0 1]" conn_id=0
3.2将查询发送到指定节点
有时我们要查询的表不在默认节点中。我们可以使用kingshard提供的功能来解决这个问题。您只需添加注释即可在查询前指定节点。例如如下：
mysql> /*node2*/show tables;
+-----------------------+
| Tables_in_kingshard |
+-----------------------+
| kingshard_test_conn |
| test_shard_hash_0004 |
| test_shard_hash_0005 |
| test_shard_hash_0006 |
| test_shard_hash_0007 |
| test_shard_range_0004 |
| test_shard_range_0005 |
| test_shard_range_0006 |
| test_shard_range_0007 |
+-----------------------+
9 rows in set (0.03 sec)mysql> /*node2*/select * from kingshard_test_conn;
Empty set (0.01 sec)mysql> /*node2*/desc kingshard_test_conn;
+-------+-----------------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-----------------------+------+-----+---------+-------+
| id | bigint(20) unsigned | NO | PRI | NULL | |
| str | varchar(256) | YES | | NULL | |
| f | double | YES | | NULL | |
| e | enum('test1','test2') | YES | | NULL | |
| u | tinyint(3) unsigned | YES | | NULL | |
| i | tinyint(4) | YES | | NULL | |
+-------+-----------------------+------+-----+---------+-------+
6 rows in set (0.00 sec)mysql> /*node2*/insert into kingshard_test_conn values(10,"hello",10.2,'test1',1,1);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> /*node2*/select * from kingshard_test_conn;
+----+-------+------+-------+------+------+
| id | str | f | e | u | i |
+----+-------+------+-------+------+------+
| 10 | hello | 10.2 | test1 | 1 | 1 |
+----+-------+------+-------+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
3.3将读取查询发送给master
Kingshard可以拆分读/写查询，但有时我们可能希望将读取查询发送给master，但不要使用事务。你可以/*master*/在select SQL中添加一个comment（）select /*master*/ * from stu;，这个sql会发送给master。当你使用mysql客户端来测试这个函数时，你需要使用参数：' - c'来连接mysql服务器以便保留评论。例如如下：
mysql> select/*master*/ * from kingshard_test_conn;
+----+----------+------+-------+------+------+
| id | str | f | e | u | i |
+----+----------+------+-------+------+------+
| 1 | a | 3.14 | test1 | NULL | NULL |
| 5 | ""''\abc | NULL | NULL | NULL | NULL |
| 6 | 中国 | NULL | NULL | NULL | NULL |
+----+----------+------+-------+------+------+
3 rows in set (0.01 sec)
3.4功能支持
Kingshard还支持最常用的功能，例如max, min, count, sum，也支持order by。例如如下：
mysql> select count(id) from test_shard_hash where id > 1;
+-----------+
| count(id) |
+-----------+
| 4 |
+-----------+
1 row in set (0.02 sec)mysql> select sum(id) from test_shard_hash where id > 1;
+---------+
| sum(id) |
+---------+
| 57 |
+---------+
1 row in set (0.02 sec)
相应的SQL日志如下：
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select count(id) from test_shard_hash_0000 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select count(id) from test_shard_hash_0001 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select count(id) from test_shard_hash_0002 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select count(id) from test_shard_hash_0003 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select count(id) from test_shard_hash_0004 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select count(id) from test_shard_hash_0005 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select count(id) from test_shard_hash_0006 where id > 1
2015/09/03 14:49:01 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select count(id) from test_shard_hash_0007 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select sum(id) from test_shard_hash_0000 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select sum(id) from test_shard_hash_0001 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select sum(id) from test_shard_hash_0002 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select sum(id) from test_shard_hash_0003 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select sum(id) from test_shard_hash_0004 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select sum(id) from test_shard_hash_0005 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select sum(id) from test_shard_hash_0006 where id > 1
2015/09/03 14:49:14 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select sum(id) from test_shard_hash_0007 where id > 1
mysql> select * from test_shard_hash where id > 1 order by id;
+----+-----------+------+-------+------+------+
| id | str | f | e | u | i |
+----+-----------+------+-------+------+------+
| 7 | chen | 2.1 | test1 | 123 | 3 |
| 15 | flike | 3.14 | test2 | 123 | 3 |
| 17 | github | 2.5 | test1 | 32 | 23 |
| 18 | kingshard | 7.3 | test1 | 32 | 23 |
+----+-----------+------+-------+------+------+
4 rows in set (0.02 sec)
相应的SQL日志如下：
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0000 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0001 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0002 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->127.0.0.1:3306:select * from test_shard_hash_0003 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0004 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0005 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0006 where id > 1 order by id asc
2015/09/03 14:54:11 - INFO - 127.0.0.1:55768->192.168.59.103:3307:select * from test_shard_hash_0007 where id > 1 order by id asc
4.一个节点中的事务
kingshard支持仅在一个数据库中执行事务。如果事务处理多个数据库，kingshard将响应错误消息。例如如下：
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> insert into test_shard_hash(id,str,f,e,u,i) values(23,'proxy',9.2,'test1',12,3);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
5.KingShard的管理命令
kingshard的admin命令如下：
5.1数据库操作
#add a slave in node1
admin node(opt,node,k,v) values(‘add’,’node1’,’slave’,’127.0.0.1:3306’)#delete slave in node1, ps:master can't been remove.
admin node(opt,node,k,v) values(‘del’,’node1’,’slave’,’127.0.0.1:3306’)#set slave down
admin node(opt,node,k,v) values(‘down’,’node1’,’slave’,’127.0.0.1:3306’)#set slave up
admin node(opt,node,k,v) values(‘up’,’node1’,’slave’,’127.0.0.1:3306’)#set master down
admin node(opt,node,k,v) values(‘down’,’node1’,’master’,’127.0.0.1:3306’)#set master up
admin node(opt,node,k,v) values(‘up’,’node1’,’master’,’127.0.0.1:3306’)
5.2查看kingshard的状态
#view the config of kingshard
mysql> admin server(opt,k,v) values('show','proxy','config');
+-------------+----------------+
| Key | Value |
+-------------+----------------+
| Addr | 127.0.0.1:9696 |
| User | kingshard |
| Password | kingshard |
| LogLevel | debug |
| Nodes_Count | 2 |
| Nodes_List | node1,node2 |
+-------------+----------------+
6 rows in set (0.00 sec)#view the status of node
mysql> admin server(opt,k,v) values('show','node','config');
+-------+---------------------+--------+-------+-------------------------------+-------------+----------+
| Node | Address | Type | State | LastPing | MaxIdleConn | IdleConn |
+-------+---------------------+--------+-------+-------------------------------+-------------+----------+
| node1 | 127.0.0.1:3306 | master | up | 2015-08-07 15:54:44 +0800 CST | 16 | 1 |
| node2 | 192.168.59.103:3307 | master | up | 2015-08-07 15:54:44 +0800 CST | 16 | 1 |
+-------+---------------------+--------+-------+-------------------------------+-------------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)#view the config of schema
mysql> admin server(opt,k,v) values('show','schema','config');
+-----------+------------------+---------+------+--------------+-----------+---------------+
| DB | Table | Type | Key | Nodes_List | Locations | TableRowLimit |
+-----------+------------------+---------+------+--------------+-----------+---------------+
| kingshard | | default | | node1 | | 0 |
| kingshard | test_shard_hash | hash | id | node1, node2 | 4, 4 | 0 |
| kingshard | test_shard_range | range | id | node1, node2 | 4, 4 | 10000 |
+-----------+------------------+---------+------+--------------+-----------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)#view the config of white list ip
mysql> admin server(opt,k,v) values('show','allow_ip','config');
+--------------+
| AllowIP |
+--------------+
| 127.0.0.1 |
| 192.168.10.1 |
+--------------+
2 rows in set (0.00 sec)#view the config of black list sql
mysql> admin server(opt,k,v) values('show','black_sql','config');
+-------------------------------+
| BlackListSql |
+-------------------------------+
| select * from sbtest1 |
| select * from sbtest1 limit ? |
+-------------------------------+
2 rows in set (0.00 sec)5.3更改kingshard的配置
#turn off the sql log
admin server(opt,k,v) values('change','log_sql','off')#turn on the sql log
admin server(opt,k,v) values('change','log_sql','on')#change the threshold of slow log time
admin server(opt,k,v) values('change','slow_log_time','50');#add white list ip
admin server(opt,k,v) values('add','allow_ip','127.0.0.1');#delete white list ip
admin server(opt,k,v) values('del','allow_ip','127.0.0.1');#add black list sql
admin server(opt,k,v) values('add','black_sql','select count(*) from sbtest1')#delete black list sql
admin server(opt,k,v) values('del','black_sql','select count(*) from sbtest1')#save config
admin server(opt,k,v) values('save','proxy','config')
5.4支持LVS / Keepalived
#show status of kingshard
admin server(opt,k,v) values('show','proxy','status')#change status of kingshard online/offline
admin server(opt,k,v) values('change','proxy','online')6.要求和反馈
如果您对生产环境中的kingshard有新的功能要求，或者在使用kingshard的过程中发现错误。欢迎发邮件给flikecn#126.com我，我会尽快回复你。
翻译来源：https://github.com/flike/kingshard/blob/master/doc/KingDoc/how_to_use_kingshard_EN.md
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