写在后面
在产品初期疾速迭代的过程中，往往为了疾速上线而占据市场，在后端开发的过程中往往不会过多的思考分布式和微服务，往往会将后端服务做成一个单体利用，而数据库也是一样，最后会把所有的业务数据都放到一个数据库中，即所谓的单实例数据库。随着业务的迅速倒退，将所有数据都放在一个数据库中曾经不足以撑持业务倒退的须要。此时，就会对系统进行分布式革新，而数据库业务进行分库分表的拆分。那么，问题来了，如何更好的拜访和治理拆分后的数据库呢？业界曾经有很多成熟的解决方案，其中，一个十分优良的解决方案就是：Apache ShardingSphere。明天，咱们就从源码级别来独特探讨下sharding-jdbc的外围源码。
sharding-jdbc经典用法
Sharding-Jdbc 是一个轻量级的分库分表框架，应用时最要害的是配置分库分表策略，其余的和应用一般的 MySQL 驱动一样，简直不必改代码。例如上面的代码片段。
try(DataSource dataSource = ShardingDataSourceFactory.createDataSource( createDataSourceMap(), shardingRuleConfig, new Properties()) { Connection connection = dataSource.getConnection(); ...}咱们在程序中拿到Connection对象后，就能够像应用一般的JDBC一样来应用sharding-jdbc操作数据库了。
sharding-jdbc包构造
sharding-jdbc ├── sharding-jdbc-core 重写DataSource/Connection/Statement/ResultSet四大对象 └── sharding-jdbc-orchestration 配置核心sharding-core ├── sharding-core-api 接口和配置类 ├── sharding-core-common 通用分片策略实现... ├── sharding-core-entry SQL解析、路由、改写，外围类BaseShardingEngine ├── sharding-core-route SQL路由，外围类StatementRoutingEngine ├── sharding-core-rewrite SQL改写，外围类ShardingSQLRewriteEngine ├── sharding-core-execute SQL执行，外围类ShardingExecuteEngine └── sharding-core-merge 后果合并，外围类MergeEngineshardingsphere-sql-parser ├── shardingsphere-sql-parser-spi SQLParserEntry，用于初始化SQLParser ├── shardingsphere-sql-parser-engine SQL解析，外围类SQLParseEngine ├── shardingsphere-sql-parser-relation └── shardingsphere-sql-parser-mysql MySQL解析器，外围类MySQLParserEntry和MySQLParsershardingsphere-underlying 根底接口和api ├── shardingsphere-rewrite SQLRewriteEngine接口 ├── shardingsphere-execute QueryResult查问后果 └── shardingsphere-merge MergeEngine接口shardingsphere-spi SPI加载工具类sharding-transaction ├── sharding-transaction-core 接口ShardingTransactionManager，SPI加载 ├── sharding-transaction-2pc 实现类XAShardingTransactionManager └── sharding-transaction-base 实现类SeataATShardingTransactionManagersharding-jdbc中的四大对象
所有的所有都从 ShardingDataSourceFactory 开始的，创立了一个 ShardingDataSource 的分片数据源。除了 ShardingDataSource(分片数据源)，在 Sharding-Sphere 中还有 MasterSlaveDataSourceFactory(主从数据源)、EncryptDataSourceFactory(脱敏数据源)。
public static DataSource createDataSource( final Map<String, DataSource> dataSourceMap, final ShardingRuleConfiguration shardingRuleConfig, final Properties props) throws SQLException { return new ShardingDataSource(dataSourceMap, new ShardingRule(shardingRuleConfig, dataSourceMap.keySet()), props);}阐明： 本文次要以 ShardingDataSource 为切入点剖析 Sharding-Sphere 是如何对 JDBC 四大对象 DataSource、Connection、Statement、ResultSet 进行封装的。
DataSource
这里，波及到两个比拟重要的接口，一个是DataSource，一个是Connection。咱们首先来看下它们的类图。
- DataSource
- Connection
DataSource 和 Connection 都比较简单，没有解决过多的逻辑，只是 dataSourceMap, shardingRule 进行简略的封装。
ShardingDataSource 持有对数据源和分片规定，能够通过 getConnection 办法获取 ShardingConnection 连贯。
private final ShardingRuntimeContext runtimeContext = new ShardingRuntimeContext( dataSourceMap, shardingRule, props, getDatabaseType());@Overridepublic final ShardingConnection getConnection() { return new ShardingConnection(getDataSourceMap(), runtimeContext, TransactionTypeHolder.get());}Connection
ShardingConnection 能够创立 Statement 和 PrepareStatement 两种运行形式，如下代码所示。
@Overridepublic Statement createStatement(final int resultSetType, final int resultSetConcurrency, final int resultSetHoldability) { return new ShardingStatement(this, resultSetType, resultSetConcurrency, resultSetHoldability);}@Overridepublic PreparedStatement prepareStatement(final String sql, final int resultSetType, final int resultSetConcurrency, final int resultSetHoldability) throws SQLException { return new ShardingPreparedStatement(this, sql, resultSetType, resultSetConcurrency, resultSetHoldability);}阐明： ShardingConnection 次要是将创立 ShardingStatement 和 ShardingPreparedStatement 两个对象，次要的执行逻辑都在 Statement 对象中。另外，ShardingConnection 还有两个重要的性能，一个是获取真正的数据库连贯，一个是事务提交性能。
Statement
Statement 相对来说比较复杂，因为它都是 JDBC 的真正执行器，所有逻辑都封装在 Statement 中。咱们来看下Statement的类图
对于Statement，我就不做过多的形容了，置信应用过JDBC的小伙伴，对Statement都不生疏了。
ResultSet
ResultSet类图如下所示。
咱们从源码中能够看出：ShardingResultSet 只是对 MergedResult 的简略封装。
private final MergedResult mergeResultSet;@Overridepublic boolean next() throws SQLException { return mergeResultSet.next();}sharding-jdbc-core外围剖析
ShardingStatement 外部有三个外围的类，一是 SimpleQueryShardingEngine 实现 SQL 解析、路由、改写；一是 StatementExecutor 进行 SQL 执行；最初调用 MergeEngine 对后果进行合并解决。
ShardingStatement
初始化
private final ShardingConnection connection;private final StatementExecutor statementExecutor;public ShardingStatement(final ShardingConnection connection) { this(connection, ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY, ResultSet.CONCUR_READ_ONLY, ResultSet.HOLD_CURSORS_OVER_COMMIT);}public ShardingStatement(final ShardingConnection connection, final int resultSetType, final int resultSetConcurrency, final int resultSetHoldability) { super(Statement.class); this.connection = connection; statementExecutor = new StatementExecutor(resultSetType, resultSetConcurrency, resultSetHoldability, connection);}ShardingStatement 外部执行 SQL 委托给了 statementExecutor。
执行
（1）executeQuery 执行过程
@Overridepublic ResultSet executeQuery(final String sql) throws SQLException { ResultSet result; try { clearPrevious(); // 1. SQL 解析、路由、改写，最终生成 SQLRouteResult shard(sql); // 2. 生成执行打算 SQLRouteResult -> StatementExecuteUnit initStatementExecutor(); // 3. statementExecutor.executeQuery() 执行工作 MergeEngine mergeEngine = MergeEngineFactory.newInstance( connection.getRuntimeContext().getDatabaseType(), connection.getRuntimeContext().getRule(), sqlRouteResult, connection.getRuntimeContext().getMetaData().getRelationMetas(), statementExecutor.executeQuery()); // 4. 后果合并 result = getResultSet(mergeEngine); } finally { currentResultSet = null; } currentResultSet = result; return result;}（2）SQL 路由（包含 SQL 解析、路由、改写）
private SQLRouteResult sqlRouteResult;private void shard(final String sql) { ShardingRuntimeContext runtimeContext = connection.getRuntimeContext(); SimpleQueryShardingEngine shardingEngine = new SimpleQueryShardingEngine( runtimeContext.getRule(), runtimeContext.getProps(), runtimeContext.getMetaData(), runtimeContext.getParseEngine()); sqlRouteResult = shardingEngine.shard(sql, Collections.emptyList());}SimpleQueryShardingEngine 进行 SQL 路由（包含 SQL 解析、路由、改写），生成 SQLRouteResult，当 ShardingStatement 实现 SQL 的路由，生成 SQLRouteResult 后，剩下的执行工作就全副交给 StatementExecutor 实现。
StatementExecutor
StatementExecutor 外部封装了 SQL 工作的执行过程，包含：SqlExecutePrepareTemplate 类生成执行打算 StatementExecuteUnit，以及 SQLExecuteTemplate 用于执行 StatementExecuteUnit。
类构造
重要属性
AbstractStatementExecutor 类中重要的属性：
// SQLExecutePrepareTemplate用于生成执行打算StatementExecuteUnitprivate final SQLExecutePrepareTemplate sqlExecutePrepareTemplate;// 保留生成的执行打算StatementExecuteUnitprivate final Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> executeGroups = new LinkedList<>();// SQLExecuteTemplate用于执行StatementExecuteUnitprivate final SQLExecuteTemplate sqlExecuteTemplate;// 保留查问后果private final List<ResultSet> resultSets = new CopyOnWriteArrayList<>();生成执行打算
// 执行前清理状态private void clearPrevious() throws SQLException { statementExecutor.clear();}// 执行时初始化private void initStatementExecutor() throws SQLException { statementExecutor.init(sqlRouteResult); replayMethodForStatements();}这里，须要留神的是： StatementExecutor 是有状态的，每次执行前都要调用 statementExecutor.clear() 清理上一次执行的状态，并调用 statementExecutor.init() 从新初始化。
statementExecutor.init() 初始化次要是生成执行打算 StatementExecuteUnit。
public void init(final SQLRouteResult routeResult) throws SQLException { setSqlStatementContext(routeResult.getSqlStatementContext()); getExecuteGroups().addAll(obtainExecuteGroups(routeResult.getRouteUnits())); cacheStatements();}private Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> obtainExecuteGroups( final Collection<RouteUnit> routeUnits) throws SQLException { return getSqlExecutePrepareTemplate().getExecuteUnitGroups( routeUnits, new SQLExecutePrepareCallback() { // 获取连贯 @Override public List<Connection> getConnections( final ConnectionMode connectionMode, final String dataSourceName, final int connectionSize) throws SQLException { return StatementExecutor.super.getConnection().getConnections( connectionMode, dataSourceName, connectionSize); } // 生成执行打算RouteUnit -> StatementExecuteUnit @Override public StatementExecuteUnit createStatementExecuteUnit( final Connection connection, final RouteUnit routeUnit, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException { return new StatementExecuteUnit( routeUnit, connection.createStatement( getResultSetType(), getResultSetConcurrency(), getResultSetHoldability()), connectionMode); } });}SqlExecutePrepareTemplate 是 sharding-core-execute 工程中提供的一个工具类，专门用于生成执行打算，将 RouteUnit 转化为 StatementExecuteUnit。同时还提供了另一个工具类 SQLExecuteTemplate 用于执行 StatementExecuteUnit，在工作执行时咱们会看到这个类。
工作执行
public List<QueryResult> executeQuery() throws SQLException { final boolean isExceptionThrown = ExecutorExceptionHandler.isExceptionThrown(); SQLExecuteCallback<QueryResult> executeCallback = new SQLExecuteCallback<QueryResult>(getDatabaseType(), isExceptionThrown) { @Override protected QueryResult executeSQL(final String sql, final Statement statement, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException { return getQueryResult(sql, statement, connectionMode); } }; // 执行StatementExecuteUnit return executeCallback(executeCallback);}// sqlExecuteTemplate 执行 executeGroups(即StatementExecuteUnit)protected final <T> List<T> executeCallback( final SQLExecuteCallback<T> executeCallback) throws SQLException { // 执行所有的工作 StatementExecuteUnit List<T> result = sqlExecuteTemplate.executeGroup( (Collection) executeGroups, executeCallback); refreshMetaDataIfNeeded(connection.getRuntimeContext(), sqlStatementContext); return result;}SqlExecuteTemplate 执行 StatementExecuteUnit 会回调 SQLExecuteCallback#executeSQL 办法，最终调用 getQueryResult 办法。
private QueryResult getQueryResult(final String sql, final Statement statement, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException { ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql); getResultSets().add(resultSet); return ConnectionMode.MEMORY_STRICTLY == connectionMode ? new StreamQueryResult(resultSet) : new MemoryQueryResult(resultSet);}ConnectionMode 有两种模式：内存限度(MEMORY_STRICTLY)和连贯限度(CONNECTION_STRICTLY)，如果一个连贯执行多个 StatementExecuteUnit 则为内存限度(MEMORY_STRICTLY)，采纳流式解决，即 StreamQueryResult ，反之则为连贯限度(CONNECTION_STRICTLY)，此时会将所有从 MySQL 服务器返回的数据都加载到内存中。特地是在 Sharding-Proxy 中特地有用，防止将代理服务器撑爆。
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写在最初
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