--- theme: channing-cyan --- ## 引言 > 本文为掘金社区首发签约文章，14天内禁止转载，14天后未获授权禁止转载，侵权必究！前面[《分库分表的正确姿势》](https://juejin.cn/post/7168355448658395166)、[《分库分表的后患问题》](https://juejin.cn/post/7168356696975212574)两篇中，对数据库的分库分表技术进行了全面阐述，但前两篇大多属于方法论，并不存在具体的实战实操，而只有理论没有实践的技术永远都属纸上谈兵，所以接下来会再开几个单章对分库分表各类方案进行落地。 > 分库分表实战内容基本上很少有人去分享，在网上能够搜出来的也大多属于一些方法论，但大部分技术开发真正缺少的恰恰是这些实操经验，所以后续的内容多以实践为主，携手诸位真正彻底悟透分库分表相关的技术。尤其是对于库内分表这块的分享，当你去搜索单表数据增长过快该如何处理时，一般都会推荐你做分表处理，但你几乎找不到较为全面的实操教学，网上讲述分表技术更多是停留在表面的理论概念层次做阐述，而本章中则会结合自身之前接触的一个项目业务，再对库内分表技术进行全面阐述~ *PS：虽然当时负责的项目并未达到月增上亿条数据的规模，但处理这种单表数据过大的方案都是一致的，将本文看完最后，无论单月数据增长多少，几百万条、几千万条、甚至几亿条....，相信诸位都能具备处理这类业务的能力！* ## 一、源自于软硬结合的特殊业务在讲本次主题之前，先来聊聊之前碰到的这个业务，这个业务比较特殊，相信很多小伙伴从未碰到过，这种业务本身用户量不大，甚至可以说用户量非常非常少，因为业务的起源来自于一款硬件设备，但具体的设备类型由于某些缘故就不透露了，可以理解成是下面这个东东： ![超市收银机](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/46940713082648a8a584c3df733690c7~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 虽然当时的硬件设备并不是这个，但也和它很类似，相信大家但凡在超市购过物都认识它，也就是超市收银台的收银机，当时我们是对外提供了一千台设备，这种设备通常一台只有一个用户，所以当时整个系统上线后所有的用户加起来，涵盖后台管理员、超级管理员账号在内，也不过`1200`个用户，这个用户规模相较于常见业务而言属实不多。 > 而当时我们需要负责的就是：为这些设备开发一个操作系统，这里不是指`Windows、Linux、Mac`这类嵌入式的底层系统，而是给机器的操作员开发一个操作界面，就类似于诸位在超市购物时，超市收银员用手操作的那个界面。因为这些机器本身会安装一个带`UI`的系统，里面也支持安装一些软件，我们的软件会以`GUI`的形式嵌入这些设备，当时我要干的就是直接开发`API`接口，然后提供给`GUI`界面界面调用。本质上就属一个前后端分离的项目，只不过前端从原本的`Web`界面变成了`GUI`界面。 > 大家听起来这个项目是不是特别容易完成，用户量又少代表不需要考虑并发，也不会存在太大的流量冲击，性能要求也不会太高，似乎就是一个简简单单的单体增删改查项目呀？但事情远没有表面这么简单，诸位请接着往下看。 ### 1.1、项目的难点起初当我收到通知要负责这个需求时，从表面浅显的想了一下，似乎发现也不是太难，就是一个单体项目的`CRUD`工作，以我这手出神入化的`CV`大法，`Hlod`住它简直轻轻松松，因此当时也没想太多就直接接手了，项目初期由于团队每位成员经验都很丰富，各自凭借着个人的`Copy`神功，项目的开发进度可谓是一骑千里，但慢慢的问题来了，而且这个问题还不小！ > 当时大概对外预计分发`1000`台机器，每台机器正式投入运营后，预估单日会产生`500~600`条数据的产出，套到前面的举例中，也就是大概会向几百个超市投放共计`1000`台收银机，每个收银台平均下来之后，大概单日内会有`500~600`个顾客结账！这里咱们做个数学题：现在有`1000`台机器，每台机器单日就算产生`500`条数据：`1000 * 500 = 500000`，这也就意味着单日的账单表中会新增`50W`条流水数据，单月整个账单表的数据增长量为：`50W * 30 = 1500W`！ > 单月数据增长`1500W`的概念不言而喻，这也就代表着一年的数据增长量为`1500W * 12 = 1.8E`，这批机器投入后预估最少会运行三年起步，甚至十年乃至更久，同时第一批次就要投入`1000`台，后面可能还会有第二批次、第三批次.....的投入。 `50W`只是最低的账单流水数据量，后续正式运营后可能数据量更大，此时架构的设计就成了难题！ ### 1.2、方案的探讨基本上当时团队的成员中，没人在此之前碰过这类需求，因此开了一个研讨会，去决定该如何将具体的方案落地，这里有人也许会说，数据量这么大，快上分布式/微服务啊！但实则解决不了这个问题，`Why`？因为项目整体的用户量并不大，最多同一时刻也才`1000`并发请求，就算这个并发量再增大几个级别，这里用单体架构优化好了也能够抗住，所以问题并不在业务系统的架构上面，而是在数据落库这方面。 > 这里直接用分库可以吗？答案是也不行，`Why`？因为整个项目中只有账单表才有这么大的数据量，其他的用户表、系统表、功能菜单表、后台表......，基本上不会有太大的数据量，所以直接做分库也没必要，属实有些浪费资源。有小伙伴可能想到了！在之前的文章中好像聊过[《MySQL的表分区技术》](https://juejin.cn/post/7166500122166034469)，这里可以按月份对流水表做分区呀！乍一听似乎像那么一回事，但依旧不行，因为第一批机器投入后，单月预计就会产生`1500W`条数据，后续可能会增加机器数量，因此单月的数据量达到`2000W、3000W.....`都有可能，如果按月做表分区，每个分区里面都有几千万条数据，一张账单表的流水随着时间推移，数据量甚至会达到几十亿！ > 一张表中存储几十亿条数据，这基本上不现实，虽然`InnoDB`在数据页为`16KB`尺寸下，单表最多能存储`64TB`数据，有可能这几十亿条数据真的能存下去，但查询时的性能简直令人头大，并且最关键的是不方便后续对数据做维护、管理、备份和迁移工作。因此经过一番探讨后，最后决定选择了表分区技术的进阶版实现，即单库内做水平分表，按月份对数据做分表，也就是将账单表分为`month_bills_202210、month_bills_202211、month_bills_202212.......`以月份结尾的多张表，每个月的账单流水数据最终都会插入到各自的月份表中。 > 最终架构定型为：业务系统使用单体架构 + 数据库使用单库 + 流水表按月份做水平分表。 ## 二、按月分表方案的落地实践在上一阶段中已经决定好了具体的方案，但又该如何将方案落地呢？首先咱们先把方案落地的思路捋清楚： - ①能够自动按月创建一张月份账单表，从而将每月的流水数据写入进去。 - ②写入数据时，能够根据当前的日期，选择对应的月份账单表并插入数据。实现了上面两个需求后，整个方案近乎落地了一半，但接下来该如何去实现相应功能呢？咱们一点点来动手实现。 ### 2.1、利用存储过程实现按月动态创建表创建表的`SQL`语句大家都不陌生，按月份创建表之前，自然也需要一份原生创建表的`DDL`语句，如下： ```sql CREATE TABLE `month_bills_202211` ( `month_bills_id` int(8) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '账单ID', `serial_number` varchar(50) NOT NULL COMMENT '流水号', `bills_info` text NOT NULL COMMENT '账单详情', `pay_money` decimal(10,3) NOT NULL COMMENT '支付金额', `machine_serial_no` varchar(20) NOT NULL COMMENT '收银机器', `bill_date` timestamp NOT NULL COMMENT '账单日期', `bill_comment` varchar(100) NULL DEFAULT '无' COMMENT '账单备注', PRIMARY KEY (`month_bills_id`) USING BTREE, UNIQUE `serial_number` (`serial_number`), KEY `bill_date` (`bill_date`) ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact; ``` 上述的语句会创建一张月份账单表，这张表主要包含七个字段，如下：字段 | 简介 | 描述 :-:|:-:|:-: `month_bills_id` | 月份账单ID | 主要作为月份账单表的主键字段 `serial_number` | 流水号 | 所有账单流水数据的唯一流水号 `bills_info` | 账单详情 | 顾客本次订单中，购买的所有商品详情数据 `pay_money` | 支付金额 | 本次顾客共计消费的总金额 `machine_serial_no` | 收银机器 | 负责结算顾客订单的收银机器 `bill_date` | 账单日期 | 本次账单的结算日期 `bill_comment` | 账单备注 | 账单的额外备注其中注意的几个小细节： - ①日期字段使用的是`timestamp`类型，而并非`datetime`，因为前者更省空间。 - ②账单详情字段用的是`text`类型，因为这个字段可能会出现很多的信息。 - ③定义了一个和表没有关系的自增字段作为主键，用于维护聚簇索引树的结构。除开有上述七个字段外，还有三个索引：索引字段 | 索引类型 | 索引作用 :-:|:-:|:-: `month_bills_id` | 主键索引 | 主要作用就是用来维护聚簇索引树 `serial_number` | 唯一索引 | 当需要根据流水号查询数据时使用 `bill_date` | 唯一联合索引 | 当需要根据日期查询数据时使用到这里就有了最基本的建表语句，主要是用来创建第一张月份账单表，如果想要实现动态按照每月建表的话，还需要用到存储过程来实现，接着来写一个存储过程，但如若对于存储过程语法还不了解的各位小伙伴，这里就不再做基础讲解，可自行阅读之前的[《全解MySQL存储过程》](https://juejin.cn/post/7161662496460242980)。最终撰写出的存储过程如下： ```sql DELIMITER // DROP PROCEDURE IF EXISTS create_table_by_month // CREATE PROCEDURE `create_table_by_month`() BEGIN -- 用于记录下一个月份是多久 DECLARE nextMonth varchar(20); -- 用于记录创建表的SQL语句 DECLARE createTableSQL varchar(5210); -- 执行创建表的SQL语句后，获取表的数量 DECLARE tableCount int; -- 用于记录要生成的表名 DECLARE tableName varchar(20); -- 用于记录表的前缀 DECLARE table_prefix varchar(20); -- 获取下个月的日期并赋值给nextMonth变量 SELECT SUBSTR( replace( DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH), '-', ''), 1, 6) INTO @nextMonth; -- 设置表前缀变量值为td_user_banks_log_ set @table_prefix = 'month_bills_'; -- 定义表的名称=表前缀+月份，即 month_bills_2022112 这个格式 SET @tableName = CONCAT(@table_prefix, @nextMonth); -- 定义创建表的SQL语句 set @createTableSQL=concat("create table if not exists ",@tableName,"( `month_bills_id` int(8) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '账单ID', `serial_number` varchar(50) NOT NULL COMMENT '流水号', `bills_info` text NOT NULL COMMENT '账单详情', `pay_money` decimal(10,3) NOT NULL COMMENT '支付金额', `machine_serial_no` varchar(20) NOT NULL COMMENT '收银机器', `bill_date` timestamp NOT NULL DEFAULT now() COMMENT '账单日期', `bill_comment` varchar(100) NULL DEFAULT '无' COMMENT '账单备注', PRIMARY KEY (`month_bills_id`) USING BTREE, UNIQUE `serial_number` (`serial_number`), KEY `bill_date` (`bill_date`) ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;"); -- 使用 PREPARE 关键字来创建一个预备执行的SQL体 PREPARE create_stmt from @createTableSQL; -- 使用 EXECUTE 关键字来执行上面的预备SQL体：create_stmt EXECUTE create_stmt; -- 释放掉前面创建的SQL体（减少内存占用） DEALLOCATE PREPARE create_stmt; -- 执行完建表语句后，查询表数量并保存再 tableCount 变量中 SELECT COUNT(1) INTO @tableCount FROM information_schema.`TABLES` WHERE TABLE_NAME = @tableName; -- 查询一下对应的表是否已存在 SELECT @tableCount 'tableCount'; END // delimiter ; ``` 上述这个存储过程比较长，但基本上都写好了注释，所以阅读起来应该还是比较轻松的，也包括该存储过程在`MySQL5.1、8.0`版本中都测试过，所以大家也可以直接用，主要拆解一下里面较为难理解的一句`SQL`，如下： ```sql SELECT SUBSTR( replace( DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH), '-', ''), 1, 6) INTO @nextMonth; ``` 这条语句执行之后会生成一个`202212`这样的月份数字，主要用来作为表名的后缀，以此来区分不同的表，但里面用了几个函数组合出了该效果，下面做一下拆解，如下： ```sql -- 在当前日期的基础上增加一个月，如2022-11-12 23:46:11，会得到2022-12-12 23:46:11 select DATE_ADD(CURDATE(), INTERVAL 1 MONTH); -- 使用空字符代替日期中的 - 符号，得到 20221212 23:46:11 这样的效果 select replace('2022-12-12 23:46:11', '-', ''); -- 对字符串做截取，获取第一位到第六位，得到 202212 这样的效果 select SUBSTR("20221212 23:46:11",1,6); ``` 经过上述拆解之后大家应该能看的很清楚，最终每次调用该存储过程时，都会基于当前数据库的时间，然后向后增加一个月，同时将格式转化为`YYYYMM`格式，接下来调用该存储过程，如下： ```sql call create_table_by_month(); +------------+ | tableCount | +------------+ | 1 | +------------+ ``` 当返回的值为`1`而并非`0`时，就表示已经在数据库中查到了前面通过存储过程创建的表，即表示动态创建表的存储过程可以生效！接着为了能够每月定时触发，可以在`MySQL`中注册一个每月执行一次的定时事件，如下： ```sql create EVENT `create_table_by_month_event` -- 创建一个定时器 ON SCHEDULE EVERY 1 MONTH -- 每间隔一个月执行一次 STARTS '2022-11-28 00:00:00' -- 从2022-11-28 00:00:00后开始 ON COMPLETION PRESERVE ENABLE -- 执行完成之后不删除定时器 DO call create_table_by_month(); -- 每次触发定时器时执行的语句 ``` `MySQL5.1`版本中除开引入了存储过程/函数、触发器的支持外，还引入了定时器的技术，也就是支持定时执行一条`SQL`，此时咱们可借助`MySQL`自带的定时器来定时调用之前的存储过程，最终实现按月定时创建表的需求！ > 但定时器在使用之前，需要先查看定时器是否开启，如下： > `show variables like 'event_scheduler';` > 如果是`OFF`关闭状态，需要通过`set global event_scheduler = 1 | on;`命令开启。 > 如果想要永久生效，`MySQL8.0`以下的版本可找到`my.ini/my.conf`文件，然后找到`[mysqld]`的区域，再里面多加入一行`event_scheduler = ON`的配置即可。这里再附上一些管理定时器的命令： ```sql -- 查看创建的定时器 show events; select * from mysql.event; select * from information_schema.EVENTS; -- 删除一个定时器 drop event 定时器名称; -- 关闭一个定时器任务 alter event 定时器名称 on COMPLETION PRESERVE DISABLE; -- 开启一个定时器任务 alter event 定时器名称 on COMPLETION PRESERVE ENABLE; ``` 经过上述几步后，就能够让`MySQL`自己按月创建表了，但为啥我会将定时器的时间设置为`2022-11-28 00:00:00`这个时间后开始呢？因为`202211`这张表我已经手动建立了，不将建立表的工作放在月初一号执行，这是因为前面的存储过程是创建下月表，而不是创建当月表，同时月底提前创建下月表，还能提高容错率，在`MySQL`定时器故障的情况下，能预留人工介入的时间。 ### 2.2、写入数据时能够根据月份插入对应表作为一个后端项目，必然还需要搭建客户端，这里用`SpringBoot+MyBatis`来快速构建一个单体项目（最后会给出完整源码），这里需要注意，月份账单表对应的实体类中要多出一个`targetTable`字段，如下： ```java public class MonthBills { // 月份账单表ID private Integer monthBillsId; // 账单流水号 private String serialNumber; // 支付金额 private BigDecimal payMoney; // 收银机器 private String machineSerialNo; // 账单日期 private Date billDate; // 账单详情 private String billsInfo; // 账单备注 private String billComment; // 要操作的目标表 private String targetTable; // 省略构造方法和Get/Set方法..... } ``` 上述的实体类与之前的表字段结构几乎完全相同，但会多出一个`targetTable`属性，后续会用来记录要操作的目标表，接着再撰写一个工具类，如下： ```java public class TableTimeUtils { /* * 使用ThreadLocal来确保线程安全，或者可以使用Java8新引入的DateTimeFormatter类： * monthTL：负责将一个日期处理成 YYYYMM 格式 */ private static ThreadLocal monthTL = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("YYYYMM")); // 表的前缀 private static String tablePrefix = "month_bills_"; // 将一个日期格式化为YYYYMM格式 public static String getYearMonth(Date date) { return monthTL.get().format(date); } // 获取目标数据的表名（操作单条数据公用的方法：增删改查） public static void getDataByTable(MonthBills monthBills){ // 获取传入对象的时间 Date billDate = monthBills.getBillDate(); // 根据该对象中的时间，计算出要操作的表名后缀 String yearMonth = getYearMonth(billDate); // 将表前缀和后缀拼接，得到完整的表名，如：month_bills_202211 monthBills.setTargetTable(tablePrefix + yearMonth); } } ``` 这个工具类主要负责处理日期的时间格式，以及用来定位要操作的目标表名，对于日期格式化类：`SimpleDateFormat`由于是线程不安全的，所以使用`ThreadLocal`来确保线程安全！上述工具类中主要提供了两个基础方法： - `getYearMonth()`：将一个日期格式化成`YYYYMM`格式。 - `getDataByTable()`：获取单条数据操作时的表名。有了工具类后，接着来撰写`Dao、Mapper`层的代码，如下： ```java @Mapper @Repository public interface MonthBillsMapper { int deleteByPrimaryKey(Integer monthBillsId); int insertSelective(MonthBills record); MonthBills selectByPrimaryKey(Integer monthBillsId); int updateByPrimaryKeySelective(MonthBills record); } ``` 上述是月份账单表对应的`Dao/Mapper`接口，因为我这里是通过`MyBatis`的逆向工程文件自动生成的，所以名字就是上面那样，我这边未成更改，接着来看看对应的`xml`文件，如下： ```xml insert into ${targetTable} month_bills_id, serial_number, pay_money, machine_serial_no, bill_date, bill_comment, bills_info, #{monthBillsId,jdbcType=INTEGER}, #{serialNumber,jdbcType=VARCHAR}, #{payMoney,jdbcType=DECIMAL}, #{machineSerialNo,jdbcType=VARCHAR}, #{billDate,jdbcType=TIMESTAMP}, #{billComment,jdbcType=VARCHAR}, #{billsInfo,jdbcType=LONGVARCHAR}, ``` 上述这么大一长串，其实也不是俺手敲的，依旧是`MyBatis`逆向工程生成的代码，但我对其中的一处稍微做了改动，如下： ```sql -- 原本生成的代码是： insert into month_bills_202211 -- 然后被我改成了： insert into ${targetTable} ``` 还记得最开始的实体类中，咱们多添加的那个`targetTable`属性嘛？在这里会根据该字段的值动态的去操作不同月份的表，接着来写一下`Service`层的接口和实现类，如下： ```java // Service接口（目前里面只有一个方法） public interface IMonthBillsService { int insert(MonthBills monthBills); } // Service实现类 @Service public class MonthBillsServiceImpl implements IMonthBillsService { @Autowired private MonthBillsMapper billsMapper; @Override public int insert(MonthBills monthBills) { // 获取要插入数据的表名 TableTimeUtils.getDataByTable(monthBills); // 返回插入数据的状态 return billsMapper.insertSelective(monthBills); } } ``` 在`service`层目前仅实现了一个插入数据的方法，其中的逻辑也非常简单，仅仅在调用`Dao`层的插入方法之前，获取了一下当前这条数据要插入的表名，最后来看看`Controller/API`层，如下： ```java @RestController @RequestMapping("/bills") public class MonthBillsAPI { @Autowired private IMonthBillsService billsService; // 账单结算的API @RequestMapping("/settleUp") public String settleUp(MonthBills monthBills){ // 设置账单交易时间为当前时间 monthBills.setBillDate(new Date(System.currentTimeMillis())); // 使用UUID随机生成一个流水号 monthBills.setSerialNumber(monthBills.getMachineSerialNo() + System.currentTimeMillis()); // 调用新增账单数据的service方法 if (billsService.insert(monthBills) > 0){ return ">>>>账单结算成功<<<<"; } return ">>>>账单结算失败<<<<"; } } ``` 在`API`层主要对外提供了一个账单结算的接口，这里为了方便测试，所以对于请求方式的处理就没那么严谨了，在调用该接口后，会先获取一下当前系统时间作为账单时间，接着会随机生成一个`UUID`作为流水号，最后就会调用`service`层的`insert()`方法。 > 到这里为止就搭建出了一个最简单的`WEB`接口，接着来做一个小小的测试，这里为了方便就不用专门的`PostMan`工具了，就通过浏览器简单的调试一下，接口如下： > `http://localhost:8080/bills/settleUp?billsInfo=白玉竹子*3：9999.999&payMoney=9999.999&machineSerialNo=NF-002-X` 最终测试效果图如下： ![动态插入](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/21f0a4756ebb4ab183436995935e77cd~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 效果很明显，确实做到了咱们需要的效果，接着来看看控制台输出的`SQL`日志，如下： ![控制台insert日志](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/029f27c885784ae8b01370039238faaa~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 主要可以观察到，原本`xml`中的动态表名，最终会根据月份被替换为具体的表名，最后再来看看数据库中的表是否真正插入了数据，如下： ![数据库的表数据](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e6f29ecdf5454210977810023c104929~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 因为之前测试过一次，因此表中早有了一条数据，主要观察第二条，的确是咱们刚刚测试时插入的数据，这也就意味着咱们按月动态插入的需求已经实现。 > 但看到这里估计绝大部分小伙伴略微有些懵，毕竟一通代码下来看起来，尤其是不在`IDEA`工具里面，没那么方便调试，因此最后画一个执行流程图，提供给诸位来梳理整体思路！ ![执行流程](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/14a83bbef63a43b1a7167a436fdafa18~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) - ①客户端调用结算接口，传入相关的账单数据，即账单详情、账单金额、收银机器。 - ②`API`层会先获取当前系统时间作为账单交易的时间，然后调用`Service`层的插入方法。 - ③`Service`层会先根据账单交易时间，获取到数据具体要插入的表名，接着调用`Dao`层接口。 - ④`Dao`层会根据上层传递过来的表名，生成具体的`SQL`语句，然后执行插入数据的操作。 ## 三、按月分表后要解决的问题上述已经将最基础的需求做了简单实现，那么接着再分析一下这些月份账单表还会有哪些需求呢？ - ①除去最基本的新增操作外，还会有删除、修改、查询账单的需求。 - ②一般账单表中的流水数据，都会支持按时间进行范围查询操作。上述这两个需求会是账单表中还会存在的操作，对于第一点也比较容易实现，就是要求客户端在修改、删除、查询数据时，都必须携带上对应的时间，一般客户端的修改、删除操作都是基于先查询出数据的基础之上的，而一般查询数据都会按照月份进行查询，或者根据流水号进行查询。 ### 3.1、根据流水号查询数据还记得前面对于流水号的设计嘛？前面没有太过说明，这里咱们单独拧出来聊一聊： ```java setSerialNumber(monthBills.getMachineSerialNo()+System.currentTimeMillis()); ``` 这里使用了收银机器序列号+时间戳作为账单流水号，因为同一台机器在同一时间内，绝对只能对一个账单进行结算，所以再结合递增的时间戳，就能够得到一个全局唯一的流水号。`System.currentTimeMillis()`获取到的时间戳是`13`位数字，会放在机器序列号的后面，那接下来如果客户端要根据流水号查询账单数据，又该如何定位具体的表呢？首先需要在工具类中撰写一个新的方法： ```java // 根据流水号得到表名 public static void getTableBySerialNumber(MonthBills monthBills){ // 获取流水号的后13位（时间戳） String timeMillis = monthBills.getSerialNumber(). substring(monthBills.getSerialNumber().length() - 13); // 将字符串类型的时间戳转换为long类型 long millis = Long.parseLong(timeMillis); // 调用getYearMonth()方法获取时间戳中的年月 String yearMonth = getYearMonth(new Date(millis)); // 用表的前缀名拼接年月，得到最终要操作的表名 monthBills.setTargetTable(tablePrefix + yearMonth); } ``` 上面这个方法实际上很简单，就是先解析流水号中的时间戳，然后根据时间戳得到具体的年月，最后拼接表的前缀名，得到最终需要操作的表名，接着来写一下`Dao`层代码，如下： ```xml month_bills_id, serial_number, bills_info, pay_money, machine_serial_no, bill_date, bill_comment ``` 接着来写一下`Service`层的代码，如下： ```java // 在IMonthBillsService接口中多定义一个方法 MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills monthBills); // 在MonthBillsServiceImpl实现类中撰写具体的实现 @Override public MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills monthBills) { // 根据流水号获取要查询数据的具体表名 TableTimeUtils.getTableBySerialNumber(monthBills); // 调用Dao层根据流水号查询数据的方法 return billsMapper.selectBySerialNumber(monthBills); } ``` 这里的实现尤为简单，仅调用了一下前面写的工具类方法，获取了一下要查询数据的动态表名，接着再来写一下`API`层的接口，如下： ```java // 根据流水号查询数据的API @RequestMapping("/selectBySerialNumber") public String selectBySerialNumber(MonthBills monthBills){ // 调用Service层根据流水号查询数据的方法 MonthBills result = billsService.selectBySerialNumber(monthBills); if (result != null){ return result.toString(); } return ">>>>未查询到流水号对应的数据<<<<"; } ``` 接着来做一下测试，调用地址如下： - `http://localhost:8080/bills/selectBySerialNumber?serialNumber=NF-002-X1668494222684` 测试效果图如下： ![流水号查询](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/1f99e46cb8e844d9b7734eff49e3a3df~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) > 此时会发现，根据流水号查询数据的效果就实现啦，这里主要是得设计好流水号的组成，其中一定要包含一个时间戳在内，这样就能够通过解析流水号的方式，得到具体要查询数据的表名，否则根据流水号查询数据的动作将异乎寻常的困难，因为需要把全部表扫描一次才能得到数据。设计好根据流水号查询数据后，对于修改和删除的操作则不再重复撰写啦！因为过程也大致相同，就是在修改、删除时，同样先根据流水号定位到具体要操作的表，接着再去对应表中做相应操作即可。 ### 3.2、按时间范围查询数据按时间范围查询账单的流水数据，这是所有后台管理系统中都支持的功能，在这个项目中也不例外，但想要实现这个功能，则必须要有先实现两个功能： - ①能够根据用户输入的两个时间范围，得到两个日期之间的所有表名。 - ②能够根据第①步中得到的表名，生成对应的查询语句，能够在单张表、多张表中通用。上述这两个需求实际上实现起来也并不难，接着来一起做一下！ #### 3.2.1、得到两个日期之间的所有表名想要实现这个功能，那必然需要再在工具类中撰写一个方法，如下： ```java // 获取按时间范围查询时，两个日期之间，所有月份账单表的表名 public static List getRangeQueryByTables(String startTime, String endTime){ // 声明一个日期格式化类 SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM"); // 声明保存表名的集合 List tables = new ArrayList<>(); try { // 将两个传入的字符日期转换成日期类型 Date startDate = sdf.parse(startTime); Date endDate = sdf.parse(endTime); //用 Calendar 进行日期比较判断 Calendar calendar = Calendar.getInstance(); while (startDate.getTime() <= endDate.getTime()){ // 把生成的月份拼接表前缀名，加入到集合中 tables.add(tablePrefix + monthTL.get().format(startDate)); // 设置日期，并把比对器的日期增加一月 calendar.setTime(startDate); calendar.add(Calendar.MONTH, 1); // 获取增加后的日期 startDate = calendar.getTime(); } } catch (ParseException e) { e.printStackTrace(); } // 返回两个日期之间的所有表名 return tables; } ``` 该方法需要传入两个参数，即两个字符串类型的时间，接着会通过`Calendar`工具类，对两个日期的大小做判断，当开始日期小于结束日期时，则会直接将表前缀名与年月拼接，得到一张月份账单表的表名，接着会对开始日期加一个月，然后继续重复上一步......，直至得到两日期之间的所有表名。 #### 3.2.2、根据表名集合生成对应的SQL语句想要实现这个功能其实也非常简单，只需要做一堆判断即可，再在工具类中写一个方法： ```java // 根据日期生成SQL语句的方法 public static String getRangeQuerySQL(String startTime, String endTime){ // 先获取两个日期之间的所有表名 List tables = getRangeQueryByTables(startTime, endTime); // 提前创建一个字符串对象保存SQL语句 StringBuffer sql = new StringBuffer(); // 如果查询的两个日期是同一张表，则直接生成 BETWEEN AND 的SQL语句 if (tables.size() == 1){ sql.append("select * from ") .append(tables.get(0)) .append(" where bill_date BETWEEN '") .append(startTime) .append("' AND '") .append(endTime) .append("';"); // 如果本次范围查询的两个日期之间有多张表 }else { // 则用for循环遍历所有表名 for (String table : tables) { // 对于第一张表则只需要查询开始日期之后的数据 if (table.equals(tables.get(0))){ sql.append("select * from ") .append(table) .append(" where bill_date > '") .append(startTime) .append("' union all "); } // 对于最后一张表只需要查询结束日期之前的数据 else if (table.equals(tables.get(tables.size()-1))){ sql.append("select * from ") .append(table) .append(" where bill_date < '") .append(endTime) .append("';"); // 对于其他表则获取所有数据 } else { sql.append("select * from ") .append(table) .append("' union all "); } } } // 返回最终生成的SQL语句 return sql.toString(); } ``` 这个方法看起来似乎有些长，但其实功能也非常简单，如下： - ①如果两个日期在一个月内，则生成`BETWEEN AND`的查询语句。 - 如果两个日期间隔了多月，则用`for`循环遍历前面得到的表名： - 如果是第一张表，则只需要查询开始日期之后的数据，再用`union all`拼接后面的语句。 - 如果是最后一张表，则只需要查询结束日期之前的数据，以`;`分号结尾即可。 - 如果是中间的表，则查询对应的所有数据，接着继续用`union all`拼接其他语句。接着做个简单的小测试，效果如下： ![SQL生成](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e569f387e25d46b5acf0a2ea86d3c7c0~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 很明显，通过这两个方法，可以实现最初咱们提出的两个需求，实现这两个基础功能后，接着套入到前面的项目中~ #### 3.2.3、实现按时间做范围查询的API接口依旧按照之前的步骤，先定义`Dao`层的接口和`.xml`文件，如下： ```java // 定义一个返回多条数据的接口 List rangeQueryByDate(@Param("sql") String sql); ``` ```xml ``` 主要观察`xml`文件中的代码，因为这里需要实现自定义`SQL`的执行，所以将`SQL`语句的生成工作放在了外部完成，在`xml`中仅需将对应的`SQL`语句发给`MySQL`执行，并接收返回结果即可，接着来写一下`Service`层的接口和实现： ```java // 在IMonthBillsService接口中多定义一个方法 List rangeQueryByDate(String startTime, String endTime); // 在MonthBillsServiceImpl实现类中撰写具体的实现 @Override public List rangeQueryByDate(String startTime, String endTime) { // 获取范围查询时的SQL语句 String sql = TableTimeUtils.getRangeQuerySQL(startTime,endTime); return billsMapper.rangeQueryByDate(sql); } ``` 其实核心工作已经在之前的工具类中完成了，这里仅需调用工具类中，生成两个日期之间的查询语句即可，接着再写一下`API`层的对外接口，就大功告成啦！如下： ```java // 按照范围查询两个日期之间的所有账单数据 @RequestMapping("/rangeQueryByTime") public String rangeQueryByTime(@RequestParam("start") String start, @RequestParam("end")String end){ // 调用Service层根据流水号查询数据的方法 List bills = billsService.rangeQueryByDate(start, end); if (bills != null){ return bills.toString(); } return ">>>>指定的日期中没有账单数据<<<<"; } ``` 在这里面仅仅只是调用了`Service`层的方法而已，接下来测试一下，测试地址为： - `localhost:8080/bills/rangeQueryByTime?start=2022-11-01&end=2022-11-30` 最终效果如下： ![范围查询](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/eb4cc301b0334de9a1285e612aea9abf~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 因为我表中就两条数据，所以就做了一个单月表的测试，这里单月账单表的数据查询无误，大家也可以再建立一张其他月份的账单表，效果也是照样没有问题的~ #### 3.2.4、按时间范围查询数据小结其实这里的做法仅仅只是为了给大家演示效果，之前的实际业务中远比这更加复杂，因为每张月份账单表会有上千万条数据，不可能一次性查询几张、几十张的月份账单表，这样对于网络、资源的开销太大。 > 实际业务中，一方面会限制查询的日期范围，最多只允许客户查询近六月的账单流水。另一方面还会结合数据分页，也就是每页仅显示`20`条数据，随着用户的翻页动作触发后，才会对每张不同的月份账单表做查询。对于这种会批量查询所有账单表的业务，基本上是查询一些流水交易金额的统计数据，而且也仅是提供给后台系统操作，用于定时跑批去生成统计数据，如近一周、一月、一季、半年、一年的交易金额、账单总量.....等这类需求。 > 这里给大家实现这个需求的目的在于：**让大家理解按月做了水平分表后，该如何查询多张表的数据。** ## 四、库内分表篇总结看到这里，对于库内分表篇的内容也接近了尾声，有小伙伴也许会疑惑：那如果我每月的数据量更大怎么办呢？比如前面的例子中，如果再投入了多批机器怎么办？每月的数据量达到`3000W、6000W.....`甚至上亿怎么办？ > 如若你存在这块的顾虑，其实大可不必担心，因为咱们既然可以按月分表，那能否按半月为周期分表呢？能否按星期分表呢？能否以三天、一天为一个维度分表呢？答案显然是可以的，所以数据量无论有多大，都可能按不同的周期来划分表。不过一般对于库内分表的场景会很少用到，毕竟库中只有某些表的数据量较大时，才会选用这种方案，如果整库的数据量较大、访问压力较高，则会直接采用分库方案（不过本篇的内容，对于一些身处东南亚的朋友，应该用的还是比较频繁的~）。 > 本章内容属于大家几乎很少见到的库内分表落地实践，其他一些讲解分表技术的资料/文章，基本上仅停留在概念层次的分享，所以如若你看完后对你有些许收获，那请不要忘了点赞支持哦~，最后也附上项目的[《源码地址》](https://github.com/liuhaijieAdmin/db-machine-submeter)，感兴趣的也可自己`down`下来玩一玩（里面也附带了对应的`SQL`代码）！其实库内分表除开本文讲解的方式外，大家通过整合`Sharding-JDBC`框架来实现会更加轻松，但那样会导致依赖变多，所以如果你项目中不需要用到太多的分表，则可采用本文这种方式实现。