sharding中怎么执行jdbc

发布时间：2021-07-19 15:04:25 作者：Leah
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sharding中怎么执行jdbc，很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

内存限制模式：使用此模式的前提是，ShardingSphere对一次操作所耗费的数据库连接数量不做限制。如果实际执行的SQL需要对某数据库实例中的200张表做操作，则对每张表创建一个新的数据库连接，并通过多线程的方式并发处理，以达成执行效率最大化。并且在SQL满足条件情况下，优先选择流式归并，以防止出现内存溢出或避免频繁垃圾回收情况
连接限制模式：使用此模式的前提是，ShardingSphere严格控制对一次操作所耗费的数据库连接数量。如果实际执行的SQL需要对某数据库实例中的200张表做操作，那么只会创建唯一的数据库连接，并对其200张表串行处理。如果一次操作中的分片散落在不同的数据库，仍然采用多线程处理对不同库的操作，但每个库的每次操作仍然只创建一个唯一的数据库连接。这样即可以防止对一次请求对数据库连接占用过多所带来的问题。该模式始终选择内存归并

case: 本文主要以SELECT i.* FROM t_order o, t_order_item i WHERE o.order_id = i.order_id and o.order_id = 2 and o.user_id = 2一个简单查询语句，来分析ss大致如何来执行sql，根据分片改写后的sql，应该是demo_ds_slave_0:SELECT * FROM t_order_0 i, t_order_item_0 o WHERE o.order_id = i.order_id and o.order_id = 2 and o.user_id = 2 来执行

准备阶段

1.初始化PreparedStatementExecutor#init，封装Statement执行单元

public final class PreparedStatementExecutor extends AbstractStatementExecutor {

    @Getter
    private final boolean returnGeneratedKeys;

    public PreparedStatementExecutor(
            final int resultSetType, final int resultSetConcurrency, final int resultSetHoldability, final boolean returnGeneratedKeys, final ShardingConnection shardingConnection) {
        super(resultSetType, resultSetConcurrency, resultSetHoldability, shardingConnection);
        this.returnGeneratedKeys = returnGeneratedKeys;
    }

    /**
     * Initialize executor.
     *
     * @param routeResult route result
     * @throws SQLException SQL exception
     */
    public void init(final SQLRouteResult routeResult) throws SQLException {
        setSqlStatement(routeResult.getOptimizedStatement().getSQLStatement());
        //添加路由单元，即数据源对应的sql单元
        getExecuteGroups().addAll(obtainExecuteGroups(routeResult.getRouteUnits()));
        //缓存statement、参数
        cacheStatements();
    }

    private Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> obtainExecuteGroups(final Collection<RouteUnit> routeUnits) throws SQLException {
        //执行封装Statement执行单元
        return getSqlExecutePrepareTemplate().getExecuteUnitGroups(routeUnits, new SQLExecutePrepareCallback() {

            @Override
            public List<Connection> getConnections(final ConnectionMode connectionMode, final String dataSourceName, final int connectionSize) throws SQLException {
                return PreparedStatementExecutor.super.getConnection().getConnections(connectionMode, dataSourceName, connectionSize);
            }

            @Override
            public StatementExecuteUnit createStatementExecuteUnit(final Connection connection, final RouteUnit routeUnit, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException {
                return new StatementExecuteUnit(routeUnit, createPreparedStatement(connection, routeUnit.getSqlUnit().getSql()), connectionMode);
            }
        });
    }

    @SuppressWarnings("MagicConstant")
    private PreparedStatement createPreparedStatement(final Connection connection, final String sql) throws SQLException {
        return returnGeneratedKeys ? connection.prepareStatement(sql, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS)
                : connection.prepareStatement(sql, getResultSetType(), getResultSetConcurrency(), getResultSetHoldability());
    }

   ... ...   
}

2.执行封装Statement执行单元getSqlExecutePrepareTemplate().getExecuteUnitGroups

@RequiredArgsConstructor
public final class SQLExecutePrepareTemplate {

    private final int maxConnectionsSizePerQuery;

    /**
     * Get execute unit groups.
     *
     * @param routeUnits route units
     * @param callback SQL execute prepare callback
     * @return statement execute unit groups
     * @throws SQLException SQL exception
     */
    public Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> getExecuteUnitGroups(final Collection<RouteUnit> routeUnits, final SQLExecutePrepareCallback callback) throws SQLException {
        return getSynchronizedExecuteUnitGroups(routeUnits, callback);
    }

    private Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> getSynchronizedExecuteUnitGroups(
            final Collection<RouteUnit> routeUnits, final SQLExecutePrepareCallback callback) throws SQLException {
        //数据源对应sql单元集合，即demo_ds_0:[select i.* from t_order_0 i, t_order_item_0 o where i.order_id = o.order_id and i.order_id = ?]
        Map<String, List<SQLUnit>> sqlUnitGroups = getSQLUnitGroups(routeUnits);
        Collection<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> result = new LinkedList<>();

        for (Entry<String, List<SQLUnit>> entry : sqlUnitGroups.entrySet()) {
            //添加分片执行组
            result.addAll(getSQLExecuteGroups(entry.getKey(), entry.getValue(), callback));
        }
        return result;
    }

    private Map<String, List<SQLUnit>> getSQLUnitGroups(final Collection<RouteUnit> routeUnits) {
        Map<String, List<SQLUnit>> result = new LinkedHashMap<>(routeUnits.size(), 1);
        for (RouteUnit each : routeUnits) {
            if (!result.containsKey(each.getDataSourceName())) {
                result.put(each.getDataSourceName(), new LinkedList<SQLUnit>());
            }
            result.get(each.getDataSourceName()).add(each.getSqlUnit());
        }
        return result;
    }

    private List<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> getSQLExecuteGroups(
            final String dataSourceName, final List<SQLUnit> sqlUnits, final SQLExecutePrepareCallback callback) throws SQLException {
        List<ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit>> result = new LinkedList<>();
        //在maxConnectionSizePerQuery允许的范围内，当一个连接需要执行的请求数量大于1时，意味着当前的数据库连接无法持有相应的数据结果集，则必须采用内存归并；
        //反之，当一个连接需要执行的请求数量等于1时，意味着当前的数据库连接可以持有相应的数据结果集，则可以采用流式归并

        //TODO 场景：在不分库只分表的情况下，会存在一个数据源对应多个sql单元的情况

        //计算所需要的分区大小
        int desiredPartitionSize = Math.max(0 == sqlUnits.size() % maxConnectionsSizePerQuery ? sqlUnits.size() / maxConnectionsSizePerQuery : sqlUnits.size() / maxConnectionsSizePerQuery + 1, 1);
        //按照分区大小进行分区
        //事例：
        //sqlUnits = [1, 2, 3, 4, 5]
        //desiredPartitionSize = 2
        //则结果为：[[1, 2], [3,4], [5]]
        List<List<SQLUnit>> sqlUnitPartitions = Lists.partition(sqlUnits, desiredPartitionSize);
        //maxConnectionsSizePerQuery该参数表示一次查询时每个数据库所允许使用的最大连接数
        //根据maxConnectionsSizePerQuery来判断使用连接模式
        //CONNECTION_STRICTLY 连接限制模式
        //MEMORY_STRICTLY 内存限制模式
        ConnectionMode connectionMode = maxConnectionsSizePerQuery < sqlUnits.size() ? ConnectionMode.CONNECTION_STRICTLY : ConnectionMode.MEMORY_STRICTLY;
        //获取分区大小的连接
        List<Connection> connections = callback.getConnections(connectionMode, dataSourceName, sqlUnitPartitions.size());
        int count = 0;
        //遍历分区，将分区好的sql单元放到指定连接执行
        for (List<SQLUnit> each : sqlUnitPartitions) {
            result.add(getSQLExecuteGroup(connectionMode, connections.get(count++), dataSourceName, each, callback));
        }
        return result;
    }

    private ShardingExecuteGroup<StatementExecuteUnit> getSQLExecuteGroup(final ConnectionMode connectionMode, final Connection connection, 
                                                                          final String dataSourceName, final List<SQLUnit> sqlUnitGroup, final SQLExecutePrepareCallback callback) throws SQLException {
        List<StatementExecuteUnit> result = new LinkedList<>();
        //遍历sql单元
        for (SQLUnit each : sqlUnitGroup) {
            //回调，创建statement执行单元
            result.add(callback.createStatementExecuteUnit(connection, new RouteUnit(dataSourceName, each), connectionMode));
        }
        //封装成分片执行组
        return new ShardingExecuteGroup<>(result);
    }
}

执行阶段

1.执行查询sql

public final class PreparedStatementExecutor extends AbstractStatementExecutor {

    ... ...

    /**
     * Execute query.
     *
     * @return result set list
     * @throws SQLException SQL exception
     */
    public List<QueryResult> executeQuery() throws SQLException {
        //获取当前是否异常值
        final boolean isExceptionThrown = ExecutorExceptionHandler.isExceptionThrown();
        //创建回调实例
        //执行SQLExecuteCallback的execute方法
        SQLExecuteCallback<QueryResult> executeCallback = new SQLExecuteCallback<QueryResult>(getDatabaseType(), isExceptionThrown) {

            @Override
            protected QueryResult executeSQL(final RouteUnit routeUnit, final Statement statement, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException {
                return getQueryResult(statement, connectionMode);
            }
        };
        return executeCallback(executeCallback);
    }

    ... ...

   protected final <T> List<T> executeCallback(final SQLExecuteCallback<T> executeCallback) throws SQLException {
        List<T> result = sqlExecuteTemplate.executeGroup((Collection) executeGroups, executeCallback);
        //执行完后刷新分片元数据，比如创建表、修改表etc.
        refreshShardingMetaDataIfNeeded(connection.getShardingContext(), sqlStatement);
        return result;
    }

    ... ...
}

2.通过线程池分组执行，并回调callback

@RequiredArgsConstructor
public abstract class SQLExecuteCallback<T> implements ShardingGroupExecuteCallback<StatementExecuteUnit, T> {
    //数据库类型
    private final DatabaseType databaseType;
    //是否异常
    private final boolean isExceptionThrown;

    @Override
    public final Collection<T> execute(final Collection<StatementExecuteUnit> statementExecuteUnits, final boolean isTrunkThread,
                                       final Map<String, Object> shardingExecuteDataMap) throws SQLException {
        Collection<T> result = new LinkedList<>();
        //遍历statement执行单元
        for (StatementExecuteUnit each : statementExecuteUnits) {
            //执行添加返回结果T
            result.add(execute0(each, isTrunkThread, shardingExecuteDataMap));
        }
        return result;
    }

    private T execute0(final StatementExecuteUnit statementExecuteUnit, final boolean isTrunkThread, final Map<String, Object> shardingExecuteDataMap) throws SQLException {
        //设置当前线程是否异常
        ExecutorExceptionHandler.setExceptionThrown(isExceptionThrown);
        //根据url获取数据源元数据
        DataSourceMetaData dataSourceMetaData = databaseType.getDataSourceMetaData(statementExecuteUnit.getStatement().getConnection().getMetaData().getURL());
        //sql执行钩子
        SQLExecutionHook sqlExecutionHook = new SPISQLExecutionHook();
        try {
            sqlExecutionHook.start(statementExecuteUnit.getRouteUnit(), dataSourceMetaData, isTrunkThread, shardingExecuteDataMap);
            //执行sql
            T result = executeSQL(statementExecuteUnit.getRouteUnit(), statementExecuteUnit.getStatement(), statementExecuteUnit.getConnectionMode());
            sqlExecutionHook.finishSuccess();
            return result;
        } catch (final SQLException ex) {
            sqlExecutionHook.finishFailure(ex);
            ExecutorExceptionHandler.handleException(ex);
            return null;
        }
    }

    protected abstract T executeSQL(RouteUnit routeUnit, Statement statement, ConnectionMode connectionMode) throws SQLException;
}

3.执行executeSQL，调用第三步的callback中的executeSQL，封装ResultSet

public final class PreparedStatementExecutor extends AbstractStatementExecutor {

    ... ...

    private QueryResult getQueryResult(final Statement statement, final ConnectionMode connectionMode) throws SQLException {
        PreparedStatement preparedStatement = (PreparedStatement) statement;
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
        ShardingRule shardingRule = getConnection().getShardingContext().getShardingRule();
        //缓存resultSet
        getResultSets().add(resultSet);
        //判断ConnectionMode
        //如果是MEMORY_STRICTLY，使用流式StreamQueryResult；否则使用内存MemoryQueryResult
        return ConnectionMode.MEMORY_STRICTLY == connectionMode ? new StreamQueryResult(resultSet, shardingRule) 
                : new MemoryQueryResult(resultSet, shardingRule);
    }

    ... ...
}

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sharding中怎么执行jdbc

准备阶段

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