）、流量治理（熔断、限流）以及流量分析（服 务质量分析、可观察性）等透明化增量功能； • 可插拔：项目采用微内核 + 三层可插拔模型，使内核、功能组件以及生态对接完全能够灵活的方式 进行插拔式扩展，开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。 ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。欢迎通过邮件列表参与讨 论。 1 ShardingSphere-Scaling (Experimental) 9 3 概念 Apache ShardingSphere 功能十分复杂，有数百模块之多，但众多模块间的概念却简单明了。大部分模块 都是面向这几个概念的横向扩展。 它的概念主要包括：面向独立产品的接入端、面向启动的运行模式、面向使用者操作的 DistSQL 以及面 向开发者的可插拔架构。 本章节将详细阐述 Apache ShardingSphere ShardingSphere 中，很多功能实现类的加载方式是通过 SPI（Service Provider Interface）注 入的方式完成的。SPI 是一种为了被第三方实现或扩展的 API，它可以用于实现框架扩展或组件替换。 3.4.2 挑战 可插拔架构对程序架构设计的要求非常高，需要将各个模块相互独立，互不感知，并且通过一个可插拔 内核，以叠加的方式将各种功能组合使用。设计一套将功能开发完全隔离的架构体系，既可以最大限度

）、流量治理（熔断、限流）以及流量分析（服 务质量分析、可观察性）等透明化增量功能； • 可插拔：项目采用微内核 + 三层可插拔模型，使内核、功能组件以及生态对接完全能够灵活的方式 进行插拔式扩展，开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。 ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。欢迎通过邮件列表参与讨 论。 1 ShardingSphere-Scaling (Experimental) 9 3 概念 Apache ShardingSphere 功能十分复杂，有数百模块之多，但众多模块间的概念却简单明了。大部分模块 都是面向这几个概念的横向扩展。 它的概念主要包括：面向独立产品的接入端、面向启动的运行模式、面向使用者操作的 DistSQL 以及面 向开发者的可插拔架构。 本章节将详细阐述 Apache ShardingSphere 3.2.4 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。在真实部 署上线的生产环境，必须使用集群模式。它能够提供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能 力。集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储元数据和协调节点状态。 3.3 DistSQL 3.3.1 背景 DistSQL（Distributed SQL）是

）、流量治理（熔断、限流）以及流量分析（服 务质量分析、可观察性）等透明化增量功能； • 可插拔：项目采用微内核 + 三层可插拔模型，使内核、功能组件以及生态对接完全能够灵活的方式 进行插拔式扩展，开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。 ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。欢迎通过邮件列表参与讨 论。 1 ShardingSphere-Scaling (Experimental) 9 3 概念 Apache ShardingSphere 功能十分复杂，有数百模块之多，但众多模块间的概念却简单明了。大部分模块 都是面向这几个概念的横向扩展。 它的概念主要包括：面向独立产品的接入端、面向启动的运行模式、面向使用者操作的 DistSQL 以及面 向开发者的可插拔架构。 本章节将详细阐述 Apache ShardingSphere 3.2.4 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。在真实部 署上线的生产环境，必须使用集群模式。它能够提供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能 力。集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储元数据和协调节点状态。 3.3 DistSQL 3.3.1 背景 DistSQL（Distributed SQL）是

）、流量治理（熔断、限流）以及流量分析（服 务质量分析、可观察性）等透明化增量功能； • 可插拔：项目采用微内核 + 三层可插拔模型，使内核、功能组件以及生态对接完全能够灵活的方式 进行插拔式扩展，开发者能够像使用积木一样定制属于自己的独特系统。 ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。欢迎通过邮件列表参与讨 论。 1 ShardingSphere-Proxy 9 3 概念 Apache ShardingSphere 功能十分复杂，有数百模块之多，但众多模块间的概念却简单明了。大部分模块 都是面向这几个概念的横向扩展。 它的概念主要包括：面向独立产品的接入端、面向启动的运行模式、面向使用者操作的 DistSQL 以及面 向开发者的可插拔架构。 本章节将详细阐述 Apache ShardingSphere 3.2.4 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。在真实部 署上线的生产环境，必须使用集群模式。它能够提供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能 力。集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储元数据和协调节点状态。 源码：https://github.com/apache/shardingsphere/tree

ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库解决方案组成的生态圈，它由 JDBC、Proxy 和 Sidecar （规划中）这 3 款既能够独立部署，又支持混合部署配合使用的产品组成。它们均提供标准化的数据水平 扩展、分布式事务和分布式治理等功能，可适用于如 Java 同构、异构语言、云原生等各种多样化的应用 场景。 Apache ShardingSphere 旨在充分合理地在分布式的场景下利用关系型数据库的计算和存储能力，而并 版本开始致力于可插拔架构，项目的功能组件能够灵活的以可插拔的方式 进行扩展。目前，数据分片、读写分离、数据加密、影子库压测等功能，以及对 MySQL、PostgreSQL、 SQLServer、Oracle 等 SQL 与协议的支持，均通过插件的方式织入项目。开发者能够像使用积木一样定 制属于自己的独特系统。Apache ShardingSphere 目前已提供数十个 SPI 作为系统的扩展点，而且仍在不 断增加中。 ShardingSphere 它也并无法真正的解决单点瓶颈。垂直拆分可以缓解数据量和访问量带来的问题，但无法根治。如果垂 直拆分之后，表中的数据量依然超过单节点所能承载的阈值，则需要水平分片来进一步处理。 水平分片 水平分片又称为横向拆分。相对于垂直分片，它不再将数据根据业务逻辑分类，而是通过某个字段（或 某几个字段），根据某种规则将数据分散至多个库或表中，每个分片仅包含数据的一部分。例如：根据主 键分片，偶数主键的记录放入

ShardingSphere 1.1.1 介绍 Apache ShardingSphere 是一款开源的分布式数据库生态项目，由 JDBC 和 Proxy 两款产品组成。其核心 采用微内核 + 可插拔架构，通过插件开放扩展功能。它提供多源异构数据库增强平台，进而围绕其上层 构建生态。 Apache ShardingSphere 设计哲学为 Database Plus，旨在构建异构数据库上层的标准和生态。它关注如 document, v5.2.0 1.1.2 产品功能 特性 定义 数 据 分片 数据分片，是应对海量数据存储与计算的有效手段。ShardingSphere 提供基于底层数据库之 上，可计算与存储水平扩展的分布式数据库解决方案。 分 布 式 事 务 事务能力，是保障数据库完整、安全的关键技术，也是数据库的核心技术之一。ShardingSphere 提供在单机数据库之上的分布式事务能力，可实现跨底层数据源的数据安全。 可满足业务无需改造，实现平滑业务迁移。 • 运维低成本 在保留原技术栈不变前提下，对 DBA 学习、管理成本低，交互友好。 • 安全稳定 基于成熟数据库底座之上提供增量能力，兼顾安全性及稳定性。 • 弹性扩展 具备计算、存储平滑在线扩展能力，可满足业务多变的需求。 • 开放生态 通过多层次（内核、功能、生态）插件化能力，为用户提供可定制满足自身特殊需求的独有系统。 1.1. 什么是 ShardingSphere

可满足业务无需改造，实现平滑业务迁移。 • 运维低成本 在保留原技术栈不变前提下，对 DBA 学习、管理成本低，交互友好。 • 安全稳定 基于成熟数据库底座之上提供增量能力，兼顾安全性及稳定性。 • 弹性扩展 具备计算、存储平滑在线扩展能力，可满足业务多变的需求。 • 开放生态 通过多层次（内核、功能、生态）插件化能力，为用户提供可定制满足自身特殊需求的独有系统。 1.3. 产品优势 2 2 设计哲学 ShardingSphere ，互无感知，多 组件可通过叠加的方式相互配合使用。主要包括数据分片、读写分离、数据加密、影子库等。用户自定义 功能可完全面向 Apache ShardingSphere 定义的顶层接口进行定制化扩展，而无需改动内核代码。 2.3.3 L3 生态层 用于对接和融入现有数据库生态，包括数据库协议、SQL 解析器和存储适配器，分别对应于 Apache Shard‐ ingSphere 以数据库协议提供服务的方式、SQL Apache ShardingSphere 环境。 4.2 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。它能够提 供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能力，集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储 元数据和协调节点状态。 在生产环境建议使用集群模式。 10 5 线路规划 11 6 如何参与 ShardingSphere

可满足业务无需改造，实现平滑业务迁移。 • 运维低成本 在保留原技术栈不变前提下，对 DBA 学习、管理成本低，交互友好。 • 安全稳定 基于成熟数据库底座之上提供增量能力，兼顾安全性及稳定性。 • 弹性扩展 具备计算、存储平滑在线扩展能力，可满足业务多变的需求。 • 开放生态 通过多层次（内核、功能、生态）插件化能力，为用户提供可定制满足自身特殊需求的独有系统。 1.3. 产品优势 2 2 设计哲学 ShardingSphere ，互无感知，多 组件可通过叠加的方式相互配合使用。主要包括数据分片、读写分离、数据加密、影子库等。用户自定义 功能可完全面向 Apache ShardingSphere 定义的顶层接口进行定制化扩展，而无需改动内核代码。 2.3.3 L3 生态层 用于对接和融入现有数据库生态，包括数据库协议、SQL 解析器和存储适配器，分别对应于 Apache Shard‐ ingSphere 以数据库协议提供服务的方式、SQL Apache ShardingSphere 环境。 4.2 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。它能够提 供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能力，集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储 元数据和协调节点状态。 在生产环境建议使用集群模式。 10 5 线路规划 11 6 如何参与 ShardingSphere

可满足业务无需改造，实现平滑业务迁移。 • 运维低成本 在保留原技术栈不变前提下，对 DBA 学习、管理成本低，交互友好。 • 安全稳定 基于成熟数据库底座之上提供增量能力，兼顾安全性及稳定性。 • 弹性扩展 具备计算、存储平滑在线扩展能力，可满足业务多变的需求。 • 开放生态 通过多层次（内核、功能、生态）插件化能力，为用户提供可定制满足自身特殊需求的独有系统。 1.3. 产品优势 2 2 设计哲学 ShardingSphere ，互无感知，多 组件可通过叠加的方式相互配合使用。主要包括数据分片、读写分离、数据加密、影子库等。用户自定义 功能可完全面向 Apache ShardingSphere 定义的顶层接口进行定制化扩展，而无需改动内核代码。 2.3.3 L3 生态层 用于对接和融入现有数据库生态，包括数据库协议、SQL 解析器和存储适配器，分别对应于 Apache Shard‐ ingSphere 以数据库协议提供服务的方式、SQL Apache ShardingSphere 环境。 4.2 集群模式 提供了多个 Apache ShardingSphere 实例之间的元数据共享和分布式场景下状态协调的能力。它能够提 供计算能力水平扩展和高可用等分布式系统必备的能力，集群环境需要通过独立部署的注册中心来存储 元数据和协调节点状态。 在生产环境建议使用集群模式。 10 5 线路规划 11 6 如何参与 ShardingSphere

应用以及对分片数 据库进行管理和运维的场景。 整 体 架 构 l L1 内核层：面向数据库内核， 包括数据库事务引擎，查询优 化器等； l L2 功能层：可定制化开发平 台。具有高定制化、高度内 聚、灵活扩展等特点； l L3 生态层：通过三个接口分别 实现数据库协议、 SQL 方言和 数据库存储对接，用于打造异 构数据网关； 连接 连接是 ShardingSphere 的基础能 力，可以有效简化数据和应用之间 部署和协同配合的能力。 整 体 架 构 内 核 架 构 l ShardingSphere 可插拔架构提供了 数十个基于 SPI 的扩展点，开发者可 以十分方便的对功能进行定制化扩展； l 按照扩展点是基于技术还是基于功能 实现，可以将扩展点划分为功能扩展 点和技术扩展点。 l 基于扩展点，ShardingSphere 默认 实现了数据分片、读写分离、数据加 密、影子库压测、高可用等功能； 1. Apache Apache ShardingSphere 5.0.0 架构解析 2. 5.0.0 应用实践 3. Database Plus 解决方案 目录 灵活可扩展 覆盖开发/测试/生产部署需求 运 行 模 式 D i s t S Q L 标准化 体系化 功能特色 • RDL（Resource & Rule Definition Language）负责资源 和规则的创建、修改和删除； • RQL（Resource