虚拟分片路由的执行原理

本章节将详细讲解在使用虚拟分片路由来进行分库分表后，新的分库算法和分表算法，以及虚拟节点的执行过程

一、分库算法

位置： com.damai.shardingsphere.algorithm.DatabaseOrderVirtualShardingAlgorithm

说明：此算法适用于所有使用相同分片键（order_number、user_id）的表，包括：订单表（d_order）

后续如何修改 Shardingsphere 的配置，也可以应用到 购票人订单表（d_order_ticket_user） 和 订单记录表 （d_order_ticket_user_record）

public class DatabaseOrderVirtualShardingAlgorithm implements ComplexKeysShardingAlgorithm<Long> {
    
    @Override
    public void init(Properties props) {
        // 无需初始化
    }
    
    @Override
    public Collection<String> doSharding(Collection<String> allActualSplitDatabaseNames, 
                                         ComplexKeysShardingValue<Long> complexKeysShardingValue) {
        //返回的真实库名集合
        List<String> actualDatabaseNames = new ArrayList<>();
        //查询中的列名和值
        Map<String, Collection<Long>> columnNameAndShardingValuesMap = 
                complexKeysShardingValue.getColumnNameAndShardingValuesMap();
        
        // 无条件查询 → 返回所有库
        if (CollectionUtil.isEmpty(columnNameAndShardingValuesMap)) {
            return allActualSplitDatabaseNames;
        }
        
        // 获取分片键
        
        //order_number条件的值
        Collection<Long> orderNumberValues = columnNameAndShardingValuesMap.get("order_number");
        //user_id条件的值
        Collection<Long> userIdValues = columnNameAndShardingValuesMap.get("user_id");
        
        Long shardingKey = null;
        //如果是order_number查询
        if (CollectionUtil.isNotEmpty(orderNumberValues)) {
            shardingKey = orderNumberValues.stream().findFirst()
                    .orElseThrow(() -> new DaMaiFrameException(BaseCode.ORDER_NUMBER_NOT_EXIST));
        } else if (CollectionUtil.isNotEmpty(userIdValues)) {
            //如果是user_id查询
            shardingKey = userIdValues.stream().findFirst()
                    .orElseThrow(() -> new DaMaiFrameException(BaseCode.USER_ID_NOT_EXIST));
        }
        //如果order_number或者user_id的值存在
        if (Objects.nonNull(shardingKey)) {
            //通过路由管理器获取物理分片
            //这里通过SpringUtil的工具类获取是因为ShardingSphere相关的类无法通过Spring注入
            PhysicalShard physicalShard = SpringUtil.getBean(VirtualShardingRouteManager.class)
                    .route(shardingKey);
            
            if (Objects.nonNull(physicalShard)) {
                // 返回目标数据库
                String targetDatabase = physicalShard.getDatasourceName();
                for (String actualSplitDatabaseName : allActualSplitDatabaseNames) {
                    //将所有的分库名和得到的分库索引进行匹配
                    if (actualSplitDatabaseName.contains(targetDatabase)) {
                        actualDatabaseNames.add(actualSplitDatabaseName);
                        break;
                    }
                }
            }
            return actualDatabaseNames.isEmpty() ? allActualSplitDatabaseNames : actualDatabaseNames;
        }
        return allActualSplitDatabaseNames;
    }
}

二、分表算法

位置： com.damai.shardingsphere.algorithm.DatabaseOrderVirtualShardingAlgorithm

说明：此算法适用于所有使用相同分片键（order_number、user_id）的表，包括：订单表（d_order）

后续如何修改 Shardingsphere 的配置，也可以应用到 购票人订单表（d_order_ticket_user） 和 订单记录表 （d_order_ticket_user_record）

public class TableOrderVirtualShardingAlgorithm implements ComplexKeysShardingAlgorithm<Long> {
    
    
    @Override
    public void init(Properties props) {
        // 无需初始化
    }
    
    @Override
    public Collection<String> doSharding(Collection<String> allActualSplitTableNames, 
                                         ComplexKeysShardingValue<Long> complexKeysShardingValue) {
        //返回的真实表名集合
        List<String> actualTableNames = new ArrayList<>();
        //查询中的列名和值
        Map<String, Collection<Long>> columnNameAndShardingValuesMap = 
                complexKeysShardingValue.getColumnNameAndShardingValuesMap();
        
        //无条件查询 → 返回空（由分库算法决定）
        if (CollectionUtil.isEmpty(columnNameAndShardingValuesMap)) {
            return actualTableNames;
        }
        
        //获取分片键
        //order_number条件的值
        Collection<Long> orderNumberValues = columnNameAndShardingValuesMap.get("order_number");
        //user_id条件的值
        Collection<Long> userIdValues = columnNameAndShardingValuesMap.get("user_id");
        
        Long shardingKey = null;
        //如果是order_number查询
        if (CollectionUtil.isNotEmpty(orderNumberValues)) {
            shardingKey = orderNumberValues.stream().findFirst()
                .orElseThrow(() -> new DaMaiFrameException(BaseCode.ORDER_NUMBER_NOT_EXIST));
        } else if (CollectionUtil.isNotEmpty(userIdValues)) {
            //如果是user_id查询
            shardingKey = userIdValues.stream().findFirst()
                .orElseThrow(() -> new DaMaiFrameException(BaseCode.USER_ID_NOT_EXIST));
        }
        
        if (Objects.nonNull(shardingKey)) {
            // 通过路由管理器获取物理分片
            PhysicalShard physicalShard = SpringUtil.getBean(VirtualShardingRouteManager.class)
                    .route(shardingKey);
            
            if (physicalShard != null) {
                // 获取逻辑表名（ShardingSphere提供）
                String logicTableName = complexKeysShardingValue.getLogicTableName();
                // 根据逻辑表名生成完整的物理表名
                // 例如：逻辑表 t_order → 物理表 d_order_0
                String fullTableName = physicalShard.getFullTableName(logicTableName);
                
                actualTableNames.add(fullTableName);
            }
            return actualTableNames.isEmpty() ? allActualSplitTableNames : actualTableNames;
        }
        return allActualSplitTableNames;
    }
}

分库分表算法特点

会发现无论是分库算法还是分表算法，都会把分片键（订单编号 或 用户id）交给 VirtualShardingRouteManager 来进行路由计算，获取到实际的库和表。

所以这个VirtualShardingRouteManager肯定是重点内容！

三、虚拟分片计算流程图

在 VirtualShardingRouteManager进行分库分表路由的时候，核心其实是调用了calculateLogicalShardId的方法来获取到虚拟分片 ，这里用流程图展示出来，可以更直观的理解

流程图

时序图

四、VirtualShardingRouteManager 的结构

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