DIY 三种分库分表分片算法，自己写的轮子才吊！
前言
本文是《ShardingSphere5.x分库分表原理与实战》系列的第六篇，书接上文实现三种自定义分片算法。通过自定义算法，可以根据特定业务需求定制分片策略，以满足不同场景下的性能、扩展性或数据处理需求。同时，可以优化分片算法以提升系统性能，规避数据倾斜等问题。
在这里，自定义分片算法的类型（Type）统一为CLASS_BASED，包含两个属性：strategy 表示分片策略类型，目前支持三种：STANDARD、COMPLEX、HINT；algorithmClassName 表示自定义分片算法的实现类路径。此外，还可以向算法类内传入自定义属性。
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自定义 STANDARD 算法
要实现自定义 STANDARD 标准算法，需要实现StandardShardingAlgorithm接口（ T 代表接收的分片健值类型），并重写接口中的四个方法。其中，有两个 doSharding() 方法为处理分片的核心逻辑；getProps() 方法用于获取分片算法的配置信息；init() 方法则用于初始化分片算法的配置信息，支持动态修改。
5.X 以后的版本，实现自定义标准算法的精准分片和范围分片，不在需要实现多个接口。只用实现 StandardShardingAlgorithm 标准算法接口，重写两个 doSharding() 方法。doSharding(availableTargetNames，rangeShardingValue) 处理含有 >、、< 等范围操作符的场景，支持单一分片健。
重写方法 doSharding(Collection availableTargetNames, RangeShardingValue rangeShardingValue)，该方法可以返回多个分片数据源或分片表数据。有两个参数：一个是可用目标分库、分表的集合，另一个是精准分片属性对象。
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RangeShardingValue 对象属性数据格式如下：
{ "columnName": "order_id", // 分片健 "dataNodeInfo": { "paddingChar": "0", "prefix": "db", // 数据节点前缀，分库时为数据源，分表时为分片表t_order_ "suffixMinLength": 1 }, "logicTableName": "t_order", // 逻辑表 "valueRange": [0,∞] // 分片健值的范围数据 }
精准分片算法的 doSharding() 执行流程：从PreciseShardingValue.getValue()中获取分片键值，然后经过计算得出相应编号，最终在availableTargetNames可用目标分库、分片表集合中选择以一个符合的返回。
范围分片算法的 doSharding() 执行流程：从RangeShardingValue.getValueRange()方法获取分片键的数值范围，然后经过计算得出相应编号，最终在availableTargetNames可用目标分库、分片表集合中选择多个符合的返回。
下面是具体实现分片的逻辑：
/** * 自定义标准分片算法 * * @author 公众号：程序员小富 * @date 2024/03/22 11:02 */ @Slf4j public class OrderStandardCustomAlgorithm implements StandardShardingAlgorithm { /** * 精准分片进入 sql中有 = 和 in 等操作符会执行 * * @param availableTargetNames 所有分片表的集合 * @param shardingValue 分片健的值，SQL中解析出来的分片值 */ @Override public String doSharding(Collection availableTargetNames, PreciseShardingValue shardingValue) { /** * 分库策略使用时：availableTargetNames 参数数据为分片库的集合 ["db0","db1"] * 分表策略使用时：availableTargetNames 参数数据为分片库的集合 ["t_order_0","t_order_1","t_order_2"] */ log.info("进入精准分片 precise availableTargetNames:{}", JSON.toJSONString(availableTargetNames)); /** * 分库策略使用时：shardingValue 参数数据：{"columnName":"order_id","dataNodeInfo":{"paddingChar":"0","prefix":"db","suffixMinLength":1},"logicTableName":"t_order","value":1} * 分表策略使用时：shardingValue 参数数据：{"columnName":"order_id","dataNodeInfo":{"paddingChar":"0","prefix":"t_order_","suffixMinLength":1},"logicTableName":"t_order","value":1} */ log.info("进入精准分片 preciseShardingValue:{}", JSON.toJSONString(shardingValue)); int tableSize = availableTargetNames.size(); // 真实表的前缀 String tablePrefix = shardingValue.getDataNodeInfo().getPrefix(); // 分片健的值 long orderId = shardingValue.getValue(); // 对分片健取模后确定位置 long mod = orderId % tableSize; return tablePrefix + mod; } /** * 范围分片进入 sql中有 between 和 等操作符会执行 * * @param availableTargetNames 所有分片表的集合 * @param shardingValue 分片健的值，SQL中解析出来的分片值 * @return */ @Override public Collection doSharding(Collection availableTargetNames, RangeShardingValue shardingValue) { /** * 分库策略使用时：availableTargetNames 参数数据为分片库的集合 ["db0","db1"] * 分表策略使用时：availableTargetNames 参数数据为分片库的集合 ["t_order_0","t_order_1","t_order_2"] */ log.info("进入范围分片：range availableTargetNames:{}", JSON.toJSONString(availableTargetNames)); /** * 分库策略使用时 shardingValue 参数数据：{"columnName":"order_id","dataNodeInfo":{"paddingChar":"0","prefix":"db","suffixMinLength":1},"logicTableName":"t_order","valueRange":{"empty":false}} * 分表策略使用时 shardingValue 参数数据：{"columnName":"order_id","dataNodeInfo":{"paddingChar":"0","prefix":"t_order_","suffixMinLength":1},"logicTableName":"t_order","valueRange":{"empty":false}} */ log.info("进入范围分片：rangeShardingValue:{}", JSON.toJSONString(shardingValue)); // 分片健值的下边界 Range valueRange = shardingValue.getValueRange(); Long lower = valueRange.lowerEndpoint(); // 分片健值的上边界 Long upper = valueRange.upperEndpoint(); // 真实表的前缀 String tablePrefix = shardingValue.getDataNodeInfo().getPrefix(); if (lower != null && upper != null) { // 分片健的值 long orderId = upper - lower; // 对分片健取模后确定位置 long mod = orderId % availableTargetNames.size(); return Arrays.asList(tablePrefix + mod); } // return Collections.singletonList("t_order_0"); } @Override public Properties getProps() { return null; } /** * 初始化配置 * * @param properties */ @Override public void init(Properties properties) { Object prop = properties.get("prop"); log.info("配置信息：{}", JSON.toJSONString(prop)); } }
配置算法
在实现了自定义分片算法的两个 doSharding() 核心逻辑之后，接着配置并使用定义的算法。配置属性包括strategy分片策略类型设置成standard，algorithmClassName自定义标准算法的实现类全路径。需要注意的是：策略和算法类型必须保持一致，否则会导致错误。
spring: shardingsphere: rules: sharding: # 分片算法定义 sharding-algorithms: t_order_database_mod: type: MOD props: sharding-count: 2 # 指定分片数量 # 12、自定义 STANDARD 标准算法 t_order_standard_custom_algorithm: type: CLASS_BASED props: # 分片策略 strategy: standard # 分片算法类 algorithmClassName: com.shardingsphere_101.algorithm.OrderStandardCustomAlgorithm # 自定义属性 prop: aaaaaa: 123456 bbbbbb: 654321 tables: # 逻辑表名称 t_order: # 数据节点：数据库.分片表 actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2} # 分库策略 database-strategy: standard: sharding-column: order_id sharding-algorithm-name: t_order_database_mod # 分表策略 table-strategy: standard: sharding-column: order_id sharding-algorithm-name: t_order_standard_custom_algorithm
测试算法
在插入测试数据时，默认会自动进入精确分片的 doSharding() 方法内，看到该方法会获取分片键的数值，根据我们的计算规则确定返回一个目标分片表用于路由。
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接着执行一个范围查询的 SQL，此时将进入范围分片的 doSharding() 方法。通过观察 shardingValue.getValueRange() 方法中分片键的数值范围，可以发现这些数值范围是从SQL查询中解析得到的。
select * from t_order where order_id > 1 and order_id < 10
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自定义 COMPLEX 算法
复合分片算法支持包含 >，>=,
