如何处理不分片键的分表查询？

数据库

2023-10-27 20:14:20

利用映射表应对分表数据库中的不分片键查询

挑战：分片键查询的局限性

在大规模数据库中，分表技术是一种常用的性能优化策略。它将数据按分片键分散到多个表中，以提高涉及分片键的查询性能。然而，当查询不涉及分片键时，传统的查询方法就失效了，导致全表扫描和性能瓶颈。

解决方案：映射表

为了解决这个难题，我们可以引入映射表。映射表是一种辅助表，它存储着分表之间的关系。它包含三个段：主键（自增 ID）、分片键和相关分表。对于涉及不分片键的查询，我们可以先从映射表中查询出相关分表，然后再分别在这些分表中执行查询。

技术指南

1. 创建映射表

映射表的创建非常简单，它通常包含以下字段：

主键：一个自增 ID，用作唯一标识符。
分片键：对应于分表的分片键。
相关分表：存储与分片键相关联的分表的名称。

2. 查询映射表

当我们进行不涉及分片键的查询时，需要先从映射表中查询出相关分表。我们可以使用以下 SQL 语句：

SELECT related_shard FROM mapping_table WHERE shard_key = ?;

其中 ? 是分片键。

3. 分别查询分表

根据从映射表中查询出的相关分表，我们可以分别在这些分表中执行查询。例如，如果我们有一个包含订单数据的分表数据库，并且映射表中查询到相关分表为 orders_001、orders_002 和 orders_003，我们可以执行以下查询：

SELECT * FROM orders_001 WHERE user_id = ?;
SELECT * FROM orders_002 WHERE user_id = ?;
SELECT * FROM orders_003 WHERE user_id = ?;

其中 ? 是用户 ID。

4. 合并结果

将从各个分表中查询到的结果合并起来，即可得到最终的结果。

示例代码（Java）

public List<Order> getOrdersByUser(int userId) {
    // 从映射表查询相关分表
    List<String> relatedShards = getRelatedShards(userId);

    // 在相关分表中执行查询
    List<Order> orders = new ArrayList<>();
    for (String shard : relatedShards) {
        orders.addAll(getOrdersFromShard(shard, userId));
    }

    // 返回合并的结果
    return orders;
}

private List<String> getRelatedShards(int userId) {
    // 从映射表查询相关分表
    String sql = "SELECT related_shard FROM mapping_table WHERE shard_key = ?";
    try (PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
        stmt.setInt(1, userId);
        ResultSet rs = stmt.executeQuery();
        List<String> relatedShards = new ArrayList<>();
        while (rs.next()) {
            relatedShards.add(rs.getString("related_shard"));
        }
        return relatedShards;
    } catch (SQLException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

private List<Order> getOrdersFromShard(String shard, int userId) {
    // 从分表中查询订单
    String sql = "SELECT * FROM " + shard + " WHERE user_id = ?";
    try (PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
        stmt.setInt(1, userId);
        ResultSet rs = stmt.executeQuery();
        List<Order> orders = new ArrayList<>();
        while (rs.next()) {
            orders.add(new Order(rs.getInt("id"), rs.getInt("user_id"), rs.getString("product_name"), rs.getDouble("price")));
        }
        return orders;
    } catch (SQLException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}