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在 5.0.0 GA 版本中，Apache ShardingSphere 新增了运行模式的概念，同时提供了 Memory/Standalone/Cluster 3 种配置形式。ShardingSphere 为什么会提供这 3 种运行模式，不同的运行模式在理论的开发应用场景中又有哪些不同呢？
本文将率领大家一起理解 ShardingSphere 5.0.0 全新概念 - 运行模式。
作者介绍
孟浩然
SphereEx 高级研发工程师、Apache ShardingSphere PMC。
曾就任于京东科技，负责数据库产品研发，酷爱开源，关注数据库生态，目前专一于 ShardingSphere 数据库中间件开发以及开源社区建设。
分布式治理背景
分布式治理是 ShardingSphere 集群部署的根底，在 5.0.0 版本之前，用户须要在配置文件中通过配置 governance 标签来开启分布式治理性能：
governance:
name: # 治理名称
registryCenter: # 配置核心
type: # 治理长久化类型。如：Zookeeper, etcd
serverLists: # 治理服务列表。包含 IP 地址和端口号。多个地址用逗号分隔。如: host1:2181,host2:2181
overwrite: # 本地配置是否笼罩配置核心配置。如果可笼罩，每次启动都以本地配置为准长久化用户配置以及元数据信息是分布式治理最次要的性能之一，也是反对 DistSQL 的根本能力。在 5.0.0 系列的文章中，DistSQL 外围开发人员曾经具体和大家介绍了 DistSQL 的概念、语法和应用，以及如何开发本人的 DistSQL。简略回顾一下，DistSQL 为 ShardingSphere 提供了一种数据库化的应用体验，用户能够应用 SQL 的形式来搭建和治理整个 ShardingSphere 分布式数据库生态体系。
作为一个分布式数据库生态系统的操作语言，和规范的 SQL 一样，DistSQL 须要保障操作的任何配置以及元数据都可能被长久化，以保障系统还原时的数据一致性。而在 5.0.0 版本之前，只有开启分布式治理能力实现这个性能，这也是为什么 DistSQL 在开发初期仅反对分布式治理场景下应用的起因。
运行模式的产生
ShardingSphere 基于现有的分布式治理性能提供的集群部署能力，将领有分布式能力的 ShardingSphere 定义为 集群模式。 集群模式反对 ShardingSphere 作为无状态的计算节点进行多实例部署，同时借助注册核心，实现集群内所有实例的元数据信息的实时同步。集群模式人造反对 DistSQL，借助 DistSQL 能够对集群模式下的计算 / 存储节点进行诸如节点高低线、禁用等治理操作。
为了解决 DistSQL 只能在分布式场景下应用的局限，ShardingSphere 首先须要解决非分布式环境下的元数据存储问题，最简略也是最间接的形式是将元数据写入本地文件中，服务重启时依据配置能够从本地文件加载元数据。与分布式场景的集群模式不同，本地文件无奈在多个 ShardingSphere 实例之间实时共享配置，所有配置更新仅在以后实例失效，这就是 单机模式。
ShardingSphere 5.0.0 版本除了为用户提供更弱小的性能之外，打造稳固敌对的用户 API，继续晋升用户应用体验，也是 ShardingSphere 的产品指标。除了集群模式和单机模式，局部用户有疾速启动集成 ShardingSphere 且无需进行配置长久化的需要，比方应用 ShardingSphere 疾速验证某些性能，集成测试等场景，联合对用户这些应用的场景的思考，内存模式 应运而生。
至此 ShardingSphere 为用户提供了内存模式、单机模式以及集群模式，运行模式在 API 的设计上更容易被用户了解，也更贴合 ShardingSphere 的理论应用场景，同时这 3 种不同的运行模式都能 反对应用 DistSQL 进行分布式数据库服务的疾速搭建和治理。
在 5.0.0 中废除了 governance 配置形式，改为应用 mode 配置不同的运行模式。
mode:
type: # 运行模式类型 Standalone/Cluster
repository:
type: # 长久化类型 不同模式对应不同的实现 Standalone-File,Cluster-ZooKeeper/Etcd
props: # 不同的长久化类型对应不同的自定义配置
...
overwrite: false # 是否应用本地配置笼罩本地 / 近程配置接下来和大家具体介绍三种运行模式的概念以及在应用 ShardingSphere 进行业务开发时如何抉择适合的运行模式。
概念与利用场景
- 内存模式（Memory）
默认的运行模式，用户无需配置 mode。内存模式下用户无需配置任何长久化组件和策略，无论是本地初始化的配置还是通过 SQL/DistSQL 操作造成的元数据变更，仅在以后过程中失效， 服务重启后配置将会被还原。内存模式实用于集成测试环境，不便开发人员在整合功能测试中集成 ShardingSphere 而 无需清理运行痕迹。
- 单机模式（Standalone）
ShardingSphere 为单机模式默认提供了本地文件的长久化形式，可能将数据源和规定等元数据信息长久化到本地文件中，而在服务重启的时候，仍然可能 从本地文件中读取配置，放弃元数据和重启之前的版本统一。 单机模式实用于开发工程师在本地疾速搭建 ShardingSphere 的开发环境，进行性能的联调和验证。
单机模式的配置形式如下：
mode:
type: Standalone
repository:
type: File
props:
path: ...
overwrite: false单机模式默认提供本地文件的长久化形式，默认将配置长久化到用户目录的 .shardingsphere 下，也能够通过配置 path 自定义存储门路。
- 集群模式（Cluster）
集群模式是 ShardingSphere 倡议的实在部署上线的生产环境必须应用的模式，采纳 JDBC 和 Proxy 混合部署架构也必须应用集群模式。集群模式提供了分布式治理的性能，通过集成独立部署的第三方注册核心，除了可能长久化元数据之外，同时实现了多个实例之间的 数据共享 以及分布式场景下的 状态协调， 也是 ShardingSphere 通过程度扩大来进步计算能力 以及高可用等外围性能的根底。
集群模式的配置形式如下（ZooKeeper 为例）：
mode:
type: Cluster
repository:
type: ZooKeeper
props:
namespace: governance_ds
server-lists: localhost:2181
retryIntervalMilliseconds: 500
timeToLiveSeconds: 60
maxRetries: 3
operationTimeoutMilliseconds: 500
overwrite: false三种运行模式的比照如下，用户能够依照本人的需要进行抉择。
| 内存模式 | 单机模式 | 集群模式 | |
|---|---|---|---|
| 默认 | 是 | 否 | 否 |
| 长久化形式 | 无 | 本地文件（默认） | 注册核心 |
| 实现形式 | 无 | 1.File 2. H2 Database（开发中） | 1.Zookeeper 2. Etcd |
| 是否须要部署三方组件 | 否 | 否 | 是 |
| 是否反对 DistSQL | 是 | 是 | 是 |
| 分布式治理 | 否 | 否 | 是 |
| 实用场景 | 集成测试 / 疾速验证 | 本地开发 / 性能联调 | 生产环境 / 混合部署 |
结语
ShardingSphere 提供的三种运行模式，可能满足用户在测试、开发以及线上部署环境的全副需要，与此同时，借助于 ShardingSphere 弱小的可插拔架构设计，开发者也能够灵便定制各个模式下的长久化形式，打造更适宜本身开发和业务需要的运行模式。 同时运行模式也是 SphereEx 中文社区 Governance 兴趣小组长期保护的模块之一，对分布式治理感兴趣的同学，也请关注 SphereEx 中文社区并退出咱们的兴趣小组。
Governance 兴趣小组链接：https://community.sphere-ex.com/t/topic/432
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