影子库

整体架构

Apache ShardingSphere 通过解析 SQL,对传入的 SQL 进行影子判定,根据配置文件中用户设置的影子规则,路由到生产库或者影子库。

执行流程

影子规则

影子规则包含影子数据源映射关系,影子表以及影子算法。

规则

影子库开关:影子库功能开关,默认值 false。可选值 true/false

影子库映射:生产数据源名称和影子数据源名称映射关系。

影子表:压测相关的影子表。影子表必须存在于指定的影子库中,并且需要指定影子算法。

影子算法:SQL 路由影子算法。

默认影子算法:默认影子算法。选配项,对于没有配置影子算法表的默认匹配算法。

路由过程

以 INSERT 语句为例,在写入数据时,Apache ShardingSphere 会对 SQL 进行解析,再根据配置文件中的规则,构造一条路由链。在当前版本的功能中, 影子功能处于路由链中的最后一个执行单元,即,如果有其他需要路由的规则存在,如分片,Apache ShardingSphere 会首先根据分片规则,路由到某一个数据库,再 执行影子路由判定流程,判定执行SQL满足影子规则的配置,数据路由到与之对应的影子库,生产数据则维持不变。

影子判定流程

影子库开关开启时,会对执行的 SQL 语句进行影子判定。影子判定支持两种类型算法,用户可根据实际业务需求选择一种或者组合使用。

DML 语句

支持两种算法。影子判定会首先判断执行 SQL 相关表与配置的影子表是否有交集。如果有交集,依次判定交集部分影子表关联的影子算法,有任何一个判定成功。SQL 语句路由到影子库。 影子表没有交集或者影子算法判定不成功,SQL 语句路由到生产库。

DDL 语句

仅支持注解影子算法。在压测场景下,DDL 语句一般不需要测试。主要在初始化或者修改影子库中影子表时使用。

影子判定会首先判断执行 SQL 是否包含注解。如果包含注解,影子规则中配置的注解影子算法依次判定。有任何一个判定成功。SQL 语句路由到影子库。 执行 SQL 不包含注解或者注解影子算法判定不成功,SQL 语句路由到生产库。

影子算法

影子算法详情,请参见内置影子算法列表

使用案例

场景需求

假设一个电商网站要对下单业务进行压测。压测相关表 t_order 为影子表,生产数据执行到 ds 生产数据库,压测数据执行到数据库 ds_shadow 影子库。

影子库配置

建议配置如下(YAML 格式展示):

enable: true
  data-sources:
    shadow-data-source:
      source-data-source-name: ds
      shadow-data-source-name: ds-shadow
tables:
  t_order:
    data-source-names: shadow-data-source
    shadow-algorithm-names:
      - simple-hint-algorithm
      - user-id-value-match-algorithm
shadow-algorithms:
  simple-hint-algorithm:
    type: SIMPLE_HINT
    props:
      shadow: true
      foo: bar
  user-id-value-match-algorithm:
    type: VALUE_MATCH
    props:
      operation: insert
      column: user_id
      value: 0
      
props:
  sql-comment-parse-enabled: true

注意: 如果使用注解影子算法,需要开启解析 SQL 注释配置项 sql-comment-parse-enabled: true。默认关闭。 请参考 配置项说明

影子库环境

  • 创建影子库 ds_shadow

  • 创建影子表,表结构与生产环境必须一致。假设在影子库创建 t_order 表。创建表语句需要添加 SQL 注释 /*shadow:true,foo:bar,...*/。即:

CREATE TABLE t_order (order_id INT(11) primary key, user_id int(11) not null, ...) /*shadow:true,foo:bar,...*/

执行到影子库。

影子算法使用

  1. 列影子算法使用

假设 t_order 表中包含下单用户ID的 user_id 列。 实现的效果,当用户ID为 0 的用户创建订单产生的数据。 即:

INSERT INTO t_order (order_id, user_id, ...) VALUES (xxx..., 0, ...)

会执行到影子库,其他数据执行到生产库。

无需修改任何 SQL 或者代码,只需要对压力测试的数据进行控制就可以实现在线的压力测试。

算法配置如下(YAML 格式展示):

shadow-algorithms:
  user-id-value-match-algorithm:
    type: VALUE_MATCH
    props:
      operation: insert
      column: user_id
      value: 0

注意:影子表使用列影子算法时,相同类型操作(INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT)目前仅支持单个字段。

  1. 使用HINT影子算法

假设 t_order 表中不包含可以对值进行匹配的列。添加注解 /*shadow:true,foo:bar,...*/ 到执行 SQL 中,即:

SELECT * FROM t_order WHERE order_id = xxx /*shadow:true,foo:bar,...*/ 

会执行到影子库,其他数据执行到生产库。

算法配置如下(YAML 格式展示):

shadow-algorithms:
  simple-hint-algorithm:
    type: SIMPLE_HINT
    props:
      shadow: true
      foo: bar
  1. 混合使用影子模式

假设对 t_order 表压测需要覆盖以上两种场景,即,

INSERT INTO t_order (order_id, user_id, ...) VALUES (xxx..., 0, ...);

SELECT * FROM t_order WHERE order_id = xxx /*shadow:true,foo:bar,...*/;

都会执行到影子库,其他数据执行到生产库。

算法配置如下(YAML 格式展示):

shadow-algorithms:
  user-id-value-match-algorithm:
    type: VALUE_MATCH
    props:
      operation: insert
      column: user_id
      value: 0
  simple-hint-algorithm:
    type: SIMPLE_HINT
    props:
      shadow: true
      foo: bar
  1. 使用默认影子算法

假设对 t_order 表压测使用列影子算法,其他相关其他表都需要使用注解影子算法。即,

INSERT INTO t_order (order_id, user_id, ...) VALUES (xxx..., 0, ...);

INSERT INTO t_xxx_1 (order_item_id, order_id, ...) VALUES (xxx..., xxx..., ...) /*shadow:true,foo:bar,...*/;

SELECT * FROM t_xxx_2 WHERE order_id = xxx /*shadow:true,foo:bar,...*/;

SELECT * FROM t_xxx_3 WHERE order_id = xxx /*shadow:true,foo:bar,...*/;

都会执行到影子库,其他数据执行到生产库。

配置如下(YAML 格式展示):

enable: true
  data-sources:
    shadow-data-source:
      source-data-source-name: ds
      shadow-data-source-name: ds-shadow
tables:
  t_order:
    data-source-names: shadow-data-source
    shadow-algorithm-names:
      - simple-hint-algorithm
      - user-id-value-match-algorithm
default-shadow-algorithm-name: simple-note-algorithm
shadow-algorithms:
  simple-hint-algorithm:
    type: SIMPLE_HINT
    props:
      shadow: true
      foo: bar
  user-id-value-match-algorithm:
    type: VALUE_MATCH
    props:
      operation: insert
      column: user_id
      value: 0
      
props:
  sql-comment-parse-enabled: true

注意 默认影子算法仅支持HINT影子算法。 使用HINT,必须确保配置文件中 props 的配置项小于等于 SQL 注释中的配置项,且配置文件的具体配置要和 SQL 注释中写的配置一样,配置文件中配置项越少,匹配条件越宽松

simple-note-algorithm:
  type: SIMPLE_HINT
  props:
    shadow: true
    user_id: 2

如当前 props 项中配置了 2 条配置,在 SQL 中可以匹配的写法有如下:

SELECT * FROM t_xxx_2 WHERE order_id = xxx /*shadow:true,user_id:2*/
SELECT * FROM t_xxx_2 WHERE order_id = xxx /*shadow:true,user_id:2,foo:bar,.....*/
simple-note-algorithm:
  type: SIMPLE_HINT
  props:
    shadow: false

如当前 props 项中配置了 1 条配置,在sql中可以匹配的写法有如下:

SELECT * FROM t_xxx_2 WHERE order_id = xxx /*shadow:false*/
SELECT * FROM t_xxx_2 WHERE order_id = xxx /*shadow:false,user_id:2,foo:bar,.....*/