分库分表：2、实战篇：自定义复合分片算法（组合分片+基因法）

1. 目的

1、支持多分片组合

比如订单表需要按照用户编号 ent_id 和区域编号 area_id 组合分片 , 也就是相同（用户 + 区域）的订单位于同一分片中。

2、通过主键 ID 可以直接路由到目标分片

因此，我们必须选择复合分片算法，它支持对多个分片键（字段）为依据的分库分表，分片键 shardingcolumns 需要设置成 id,ent_id,area_id，然后自定义复合分片算法 HashSlotAlgorithm （shardingsphere JDBC 4.X 版本）。

2. 哈希算法

分片算法和阿里开源的数据库中间件 cobar 路由算法非常类似的。

假设现在需要将订单表平均拆分到 4 个分库 shard0 ，shard1 ，shard2 ，shard3 (分片数量必须是 2 的次幂) 。

首先将 [0-1023] 平均分为4个区段：[0-255]，[256-511]，[512-767]，[768-1023]，然后对字符串（或子串，由用户自定义）做 hash， hash 结果对 1024 取模，最终得出的结果 slot 落入哪个区段，便路由到哪个分库。

路由算法见下图：

首先调用 hashSlot 方法计算分片键 ent_id 的 slot ，然后 slot 对分片数取余，即可得到路由的目标分片。

假如是多分片组合用户编号 ent_id、区域编号 area_id ，那么我们可以将这两个分片键做一个简单排序转换为 [area_id，user_id] , 它们的值分别为”111”、 “123” , 那么计算分片键的值为： “111” + “123” = “111123” , 最后按照 “123111” 计算路由的目标分片即可。

最后一个问题，虽然解决了多分片组合，但我们需要按照订单 ID 查询订单信息时依然需要路由四个分片，效率不高，那么如何优化呢？

答案就是：基因法。

3. 基因法

基因法是指在订单主键 ID 中携带企业用户编号信息，我们可以在创建订单 ID时使用雪花算法，然后将 slot 的值保存在 10位工作机器 ID 里。

因此，当我们指定分片字段为 id、ent_id 时，实现分片算法 HashSlotAlgorithm 首先会判断是否解析出主键 ID 字段，假如 ID 值存在，则通过 ID 值就可以反查出雪花算法里的 10位工作机器ID - workerId ，也就是 slot 。

IntegergetWorkerId(LongorderId){

LongworkerId=(orderId>>12)&0x03ff;

returnworkerId.intValue();

}

然后我们直接用 slot 对分片数取模，即可得到路由的目标分片。

4. 源码解析

HashSlotAlgorithm 需要实现复合分片算法接口的 doSharding 方法，该方法返回路由的目标分片集合。

分片流程分为四个步骤：

1、判断分片数目，分片数目必须是2的次幂

我们是按照 [0-1023] 生成 sharingCount 个区段，2的次幂可以保证数据相对均匀，同时实现起来也相对简单。

分片数不满足2的次幂，则直接返回异常，执行 SQL 失败。

2、分片键中有主键值，则直接通过主键解析出路由分片；

配置文件中分片字段是 id,ent_id ，但对于分片算法来讲，它必须知道到底哪个字段是主键 ID ，所以算法中我们定义了一个方法 getQuerySnowFlakeIdColumn 定义哪个字段是雪花算法生成的主键 ID , 默认主键 ID 字段名是 “id”。

publicStringgetQuerySnowFlakeIdColumn(){

returnShardingConstants.DEFAULT_PRIMARY_KEY;

}

相比 shardingsphere JDBC 4.X ，shardingsphere JDBC 5.X 可以自定义属性，更加灵活。

首先需要从复合分片值 complexKeysShardingValue 中获取主键的值。

图中，保存订单信息时，shardingsphere JDBC 解析出复合分片值对象 complexKeysShardingValue ，包含两个列的值，我们只需要从 Map 中解析出 key=“id” 对应的 value 值即可获得主键 ID 值。

接下来，通过主键 ID 值就反查出雪花算法里的 10位工作机器ID - workerId ，也就是 slot 。

将主键 ID 值对于的 slot 添加到列表里，在步骤四统一组装目标分片集合。

3、分片键中不存在主键值，则按照其他分片字段值解析出路由分片。

假如当前 SQL 中并没有主键 ID ，那么则需要从解析其他分片值，假如只有 ent_id ，那么就是单分片键，直接从复合分片值对象 complexKeysShardingValue 解析出 ent_id 即可。假如分片键是 ent_id,area_id ，则是多分片键，则需要分别解析这两个字段的值，并做好排序，将这两个字段值拼接在一起，计算拼接值对应的 slot 。

4、组装返回的分片集合