大家好，我是小富～
前言
本文是《ShardingSphere5.x分庫分表原理與實戰》系列的第五篇文章，我們一起梳理下ShardingSphere框架中的核心部分分片策略和分片算法，其內部針爲我們提供了多種分片策略和分片算法，來應對不同的業務場景，本着拿來即用的原則。
這次將詳細介紹如何在ShardingSphere-jdbc中實戰 5 種分片策略和 12 種分片算法，自定義分片算法，比較它們的應用場景以及優劣。
全部demo案例 GitHub 地址：https://github.com/chengxy-nds/Springboot-Notebook/tree/master/shardingsphere101/shardingsphere-algorithms
分片策略
分片策略是分片鍵和分片算法的組合策略，真正用於實現數據分片操作的是分片鍵與相應的分片算法。在分片策略中，分片鍵確定了數據的拆分依據，分片算法則決定了如何對分片鍵值運算，將數據路由到哪個物理分片中。
由於分片算法的獨立性，使得分片策略具有更大的靈活性和可擴展性。這意味着可以根據具體需求選擇不同的分片算法，或者開發自定義的分片算法，以適應各種不同的分片場景。在分表和分庫時使用分片策略和分片算法的方式是一致的。
注意：如果在某種分片策略中使用了不受支持的SQL操作符，比如 MYSQL 某些函數等，那麼系統將無視分片策略，進行全庫表路由操作。這個在使用時要慎重！
ShardingSphere對外提供了standard、complex、hint、inline、none5種分片策略。不同的分片策略可以搭配使用不同的分片算法，這樣可以靈活的應對複雜業務場景。
標準分片策略
標準分片策略（standard）適用於具有單一分片鍵的標準分片場景。該策略支持精確分片，即在SQL中包含=、in操作符，以及範圍分片，包括BETWEEN AND、>、<、>=、<=等範圍操作符。
該策略下有兩個屬性，分片字段shardingColumn和分片算法名shardingAlgorithmName。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${1..10}
# 分庫策略
databaseStrategy: # 分庫策略
standard: # 用於單分片鍵的標準分片場景
shardingColumn: order_id # 分片列名稱
shardingAlgorithmName: # 分片算法名稱
tableStrategy: # 分表策略，同分庫策略
行表達式分片策略
行表達式分片策略（inline）適用於具有單一分片鍵的簡單分片場景，支持SQL語句中=和in操作符。
它的配置相當簡潔，該分片策略支持在配置屬性algorithm-expression中書寫Groovy表達式，用來定義對分片健的運算邏輯，無需單獨定義分片算法了。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${1..10}
# 分庫策略
databaseStrategy: # 分庫策略
inline: # 行表達式類型分片策略
algorithm-expression: db$->{order_id % 2} Groovy表達式
tableStrategy: # 分表策略，同分庫策略
複合分片策略
複合分片策略（complex）適用於多個分片鍵的複雜分片場景，屬性shardingColumns中多個分片健以逗號分隔。支持 SQL 語句中有>、>=、<=、<、=、IN 和 BETWEEN AND 等操作符。
比如：我們希望通過user_id和order_id等多個字段共同運算得出數據路由到具體哪個分片中，就可以應用該策略。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${1..10}
# 分庫策略
databaseStrategy: # 分庫策略
complex: # 用於多分片鍵的複合分片場景
shardingColumns: order_id，user_id # 分片列名稱，多個列以逗號分隔
shardingAlgorithmName: # 分片算法名稱
tableStrategy: # 分表策略，同分庫策略
Hint分片策略
Hint強制分片策略相比於其他幾種分片策略稍有不同，該策略無需配置分片健，由外部指定分庫和分表的信息，可以讓SQL在指定的分庫、分表中執行。
使用場景：
- 分片字段不存在SQL和數據庫表結構中，而存在於外部業務邏輯。
- 強制在指定數據庫進行某些數據操作。
比如，我們希望用user_id做分片健進行路由訂單數據，但是t_order表中也沒user_id這個字段啊，這時可以通過Hint API手動指定分片庫、表等信息，強制讓數據插入指定的位置。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${1..10}
# 分庫策略
databaseStrategy: # 分庫策略
hint: # Hint 分片策略
shardingAlgorithmName: # 分片算法名稱
tableStrategy: # 分表策略，同分庫策略
不分片策略
不分片策略比較好理解，設置了不分片策略，那麼對邏輯表的所有操作將會執行全庫表路由。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${1..10}
# 分庫策略
databaseStrategy: # 分庫策略
none: # 不分片
tableStrategy: # 分表策略，同分庫策略
分片算法
ShardingSphere 內置了多種分片算法，按照類型可以劃分爲自動分片算法、標準分片算法、複合分片算法和 Hint 分片算法，能夠滿足我們絕大多數業務場景的需求。
此外，考慮到業務場景的複雜性，內置算法也提供了自定義分片算法的方式，我們可以通過編寫 Java代碼來完成複雜的分片邏輯。下邊逐個算法實踐一下，看看每種算法的實際執行效果。
開始前，我要吐槽下官方文檔，對於算法這種至關重要的內容，解釋描述的過於潦草，對於新手入門不友好，學習成本偏高啊
準備工作
給邏輯表配置完算法後，先執行創建表的SQL，這樣就可以依據你的算法在db內快速生成分片表，所以不要總是問我要表結構了，哈哈哈。如果有不明白的小夥伴可以看我上一篇對於autoTable的介紹 分庫分表如何管理不同實例中幾萬張分片表？。
自動分片算法
1、MOD
取模分片算法是內置的一種比較簡單的算法，定義算法時類型MOD，表達式大致（分片健/數據庫實例） % sharding-count，它只有一個 props 屬性sharding-count代表分片表的數量。
這個 sharding-count 數量使用時有點小坑，比如db0和db1都有分片表t_order_1，那麼實際上數量只能算一個。YML核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 自動分片表規則配置
auto-tables:
t_order:
actual-data-sources: db$->{0..1}
sharding-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_mod
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_table_mod:
type: MOD # 取模分片算法
props:
# 指定分片數量
sharding-count: 6
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
....
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_mod
2、HASH_MOD
哈希取模分片算法是內置取模分片算法的一個升級版本，定義算法時類型HASH_MOD，也只有一個props屬性sharding-count代表分片的數量。表達式hash（分片健/數據庫實例） % sharding-count。
YML核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 自動分片表規則配置
auto-tables:
t_order:
actual-data-sources: db$->{0..1}
sharding-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_hash_mod
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_table_hash_mod:
type: HASH_MOD # 哈希取模分片算法
props:
# 指定分片數量
sharding-count: 6
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
....
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_hash_mod
3、VOLUME_RANGE
基於分片容量的範圍分片算法，依據數據容量來均勻分佈到分片表中。
它適用於數據增長趨勢相對均勻，按分片容量將數據均勻地分佈到不同的分片表中，可以有效避免數據傾斜問題；由於數據已經被按照範圍進行分片，支持頻繁進行範圍查詢場景。
不僅如此，該算法支持動態的分片調整，可以根據實際業務數據的變化動態調整分片容量和範圍，使得系統具備更好的擴展性和靈活性。
VOLUME_RANGE算法主要有三個屬性：
看完是不是一臉懵逼，上界下界都是什麼含義，我們實際使用一下就清晰了。爲t_order邏輯表設置VOLUME_RANGE分片算法，range-lower下界數爲 2，range-upper上界數爲 20，分量容量sharding-volume 10。
yml核心配置如下：
# 分片算法定義
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 自動分片表規則配置
auto-tables:
t_order:
actual-data-sources: db$->{0..1}
sharding-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_volume_range
sharding-algorithms:
t_order_table_volume_range:
type: VOLUME_RANGE
props:
range-lower: 2 # 範圍下界，超過邊界的數據會報錯
range-upper: 20 # 範圍上界，超過邊界的數據會報錯
sharding-volume: 10 # 分片容量
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
....
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_volume_range
這個配置的意思就是說，分片健t_order_id的值在界值 [range-lower，range-upper) 範圍內，每個分片表最大存儲 10 條數據；低於下界的值 [ 1，2 ) 數據分佈到 t_order_0，在界值範圍內的數據 [ 2，20 ) 遵循每滿足 10 條依次放入 t_order_1、t_order_2；超出上界的數據[ 20，∞ ) 即便前邊的分片表裏未滿 10條剩下的也全部放在 t_order_3。
那麼它的數據分佈應該如下：
-
[ 0，2 )數據分佈到 t_order_0 -
[ 2，12 )數據分佈到 t_order_1 -
[ 12，20 )數據分佈到 t_order_2 -
[ 20，∞ )數據分佈到 t_order_3
接着準備插入40條數據，其中分片健字段t_order_id值從1～40，我們看到實際插入庫的數據和上邊配置的規則是一致的。超出range-lower、range-upper邊界的部分數據，比如：t_order_2表未滿 10條也不再插入，全部放入了t_order_3分片表中。
4、BOUNDARY_RANGE
基於分片邊界的範圍分片算法，和分片容量算法不同，這個算法根據數據的取值範圍進行分片，特別適合按數值範圍頻繁查詢的場景。該算法只有一個屬性sharding-ranges爲分片健值的範圍區間。
比如，我們配置sharding-ranges=10,20,30,40，它的範圍默認是從 0開始，範圍區間前閉後開。配置算法以後執行建表語句，生成數據節點分佈如：
db0-
｜_t_order_0
｜_t_order_2
｜_t_order_4
db1-
｜_t_order_1
｜_t_order_3
那麼它的數據分佈應該如下：
[ 0，10 )數據分佈到t_order_0，
[ 10，20 )數據分佈到t_order_1，
[ 20，30 )數據分佈到t_order_2，
[ 30，40 )數據分佈到t_order_3，
[ 40，∞ )數據分佈到t_order_4。
BOUNDARY_RANGE算法的YML核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 自動分片表規則配置
auto-tables:
t_order:
actual-data-sources: db$->{0..1}
sharding-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_boundary_range
sharding-algorithms:
# 基於分片邊界的範圍分片算法
t_order_table_boundary_range:
type: BOUNDARY_RANGE
props:
sharding-ranges: 10,20,30,40 # 分片的範圍邊界，多個範圍邊界以逗號分隔
tables:
t_order: # 邏輯表名稱
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
....
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_boundary_range
也插入40條數據，其中分片健字段t_order_id值從1～40，和上邊分析的數據分佈結果大致相同。看到第一張分片表中 t_order_0 只有 9 條數據，這是因爲咱們插入數據的分片健值是從 1 開始，但算法是從 0 開始計算。
5、AUTO_INTERVAL
自動時間段分片算法，適用於以時間字段作爲分片健的分片場景，和VOLUME_RANGE基於容量的分片算法用法有點類似，不同的是AUTO_INTERVAL依據時間段進行分片。主要有三個屬性datetime-lower分片健值開始時間（下界）、datetime-upper分片健值結束時間（上界）、sharding-seconds單一分片表所能容納的時間段。
這裏分片健已經從t_order_id替換成了order_date。現在屬性 datetime-lower 設爲 2023-01-01 00:00:00，datetime-upper 設爲 2025-01-01 00:00:00，sharding-seconds爲 31536000 秒（一年）。策略配置上有些改動，將分庫和分表的算法全替換成AUTO_INTERVAL。
YML核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 自動分片表規則配置
auto-tables:
t_order:
actual-data-sources: db$->{0..1}
sharding-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_auto_interval
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
# 自動時間段分片算法
t_order_table_auto_interval:
type: AUTO_INTERVAL
props:
datetime-lower: '2023-01-01 00:00:00' # 分片的起始時間範圍，時間戳格式：yyyy-MM-dd HH:mm:ss
datetime-upper: '2025-01-01 00:00:00' # 分片的結束時間範圍，時間戳格式：yyyy-MM-dd HH:mm:ss
sharding-seconds: 31536000 # 單一分片所能承載的最大時間，單位：秒，允許分片鍵的時間戳格式的秒帶有時間精度，但秒後的時間精度會被自動抹去
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_date
sharding-algorithm-name: t_order_table_auto_interval
# 分表策略
# table-strategy:
# standard:
# sharding-column: order_date
# sharding-algorithm-name: t_order_table_auto_interval
只要你理解了上邊 VOLUME_RANGE 算法的數據分佈規則，那麼這個算法也很容易明白，分片健值在界值範圍內 [datetime-lower，datetime-upper) 遵循每滿足 sharding-seconds 時間段的數據放入對應分片表，超出界值的數據上下順延到其他分片中。
它的數據分佈應該如下：
-
[ 2023-01-01 00:00:00，2024-01-01 00:00:00 )數據分佈到 t_order_0， -
[ 2024-01-01 00:00:00，2025-01-01 00:00:00 )數據分佈到 t_order_1， -
[ 2025-01-01 00:00:00，2026-01-01 00:00:00 )數據分佈到 t_order_2。 -
[ 2026-01-01 00:00:00，∞ )數據分佈到 t_order_3。
爲了方便測試，手動執行插入不同日期的數據，按照上邊配置的規則應該t_order_0會有一條 23 年的數據，t_order_1 中有兩條 24 年的數據，t_order_2 中有兩條 25 年的數據，t_order_3 中有兩條 26、27 年的數據。
// 放入 t_order_0 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (1, '2023-03-20 00:00:00', 1, '1', 1, 1.00);
// 放入 t_order_1 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (2, '2024-03-20 00:00:00', 2, '2', 2,1.00);
INSERT INTO `t_order` VALUES (3, '2024-03-20 00:00:00', 3, '3', 3, 1.00);
// 放入 t_order_2 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (4,'2025-03-20 00:00:00',4, '4', 4, 1.00);
INSERT INTO `t_order` VALUES (5,'2025-03-20 00:00:00',5, '5', 5, 1.00);
// 放入 t_order_3 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (6,'2026-03-20 00:00:00',6, '6', 6, 1.00);
INSERT INTO `t_order` VALUES (7,'2027-03-20 11:19:58',7, '7', 7, 1.00);
查看實際的數據分佈情況和預想的結果完全一致，至此內置算法全部使用大成。
標準分片算法
6、INLINE
行表達式分片算法，適用於比較簡單的分片場景，利用Groovy表達式在算法屬性內，直接書寫分片邏輯，省卻了配置和代碼開發，只支持SQL語句中的 = 和 IN 的分片操作，只支持單分片鍵。
該算法有兩屬性：
-
algorithm-expression：編寫Groovy的表達式，比如:t_order_$->{t_order_id % 3}表示根據分片健 t_order_id 取模獲得 3 張 t_order 分片表 t_order_0 到 t_order_2。 -
allow-range-query-with-inline-sharding：由於該算法只支持含有 = 和 IN 操作符的SQL，一旦SQL使用了範圍查詢 >、< 等操作會報錯。要想執行範圍查詢成功，該屬性開啓爲true即可，一旦開啓範圍查詢會無視分片策略，進行全庫表路由查詢，這個要慎重開啓！
YML核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
# 具體規則配置
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
# 標準分片算法
# 行表達式分片算法
t_order_table_inline:
type: INLINE
props:
algorithm-expression: t_order_$->{order_id % 3} # 分片算法的行表達式
allow-range-query-with-inline-sharding: false # 是否允許範圍查詢。注意：範圍查詢會無視分片策略，進行全路由，默認 false
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_algorithms
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_inline
7、INTERVAL
時間範圍分片算法，針對於時間字段（字符串類型）作爲分片健的範圍分片算法，適用於按照天、月、年這種固定區間的數據分片。
上邊使用其它時間分片算法時，用的都是t_order_n後綴編號格式的分片表。但業務上往往需要的可能是按月、年t_order_yyyyMM的這種分片表格式。
時間範圍分片算法（INTERVAL），可以輕鬆實現這種場景，它的屬性比較多，逐個解釋下：
- datetime-pattern：分片健值的時間格式，必須是Java DateTimeFormatter類支持的轉換類型
- datetime-lower：分片健值的下界，超過會報錯，格式必須與
datetime-pattern一致 - datetime-upper：分片健值的上界，超過會報錯，格式必須與
datetime-pattern一致 - sharding-suffix-pattern：分片表後綴名格式，yyyyMM、yyyyMMdd等格式，分片表格式的定義要結合
datetime-interval-unit的單位，比如：t_order_yyyyMM格式表示分片表存的月的數據，t_order_yyyy格式表示分片表存的年的數據； - datetime-interval-unit：分片間隔單位，超過該時間間隔將進入下一分片。它遵循 Java ChronoUnit 枚舉，比如：
MONTHS、DAYS等； - datetime-interval-amount：分片間隔數，和
datetime-interval-unit是緊密配合使用；
接下來實現個按月存儲數據的場景，用t_order_202401～t_order_202406 6張分片表存儲前半年的數據，每張分片表存儲一個月的數據。interval_value字段作爲分片健，時間字符串類型，允許的分片值時間範圍 2024-01-01 00:00:00～2024-06-30 23:59:59 不在範圍內插入報錯。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_database_mod:
type: MOD
props:
sharding-count: 2 # 指定分片數量
t_order_table_interval:
type: INTERVAL
props:
datetime-pattern: "yyyy-MM-dd HH:mm:ss" # 分片字段格式
datetime-lower: "2024-01-01 00:00:00" # 範圍下限
datetime-upper: "2024-06-30 23:59:59" # 範圍上限
sharding-suffix-pattern: "yyyyMM" # 分片名後綴，可以是MM，yyyyMMdd等。
datetime-interval-amount: 1 # 分片間隔，這裏指一個月
datetime-interval-unit: "MONTHS" # 分片間隔單位
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${202401..202406}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_mod
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: interval_value
sharding-algorithm-name: t_order_table_interval
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
配置完成後插入測試數據 1月～7月，正常情況下前 6 個月的數據會正常插入，超過界值的 7月數據應該會報錯。
// 放入 t_order_202401 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (1, 1, '1', 1, 1.00, '2024-01-01 00:00:00', 1);
// 放入 t_order_202402 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (2, 2, '2', 2, 1.00, '2024-02-01 00:00:00', 1);
// 放入 t_order_202403 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (3, 3, '3', 3, 1.00, '2024-03-01 00:00:00', 1);
// 放入 t_order_202404 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (4, 4, '4', 4, 1.00, '2024-04-01 00:00:00', 1);
// 放入 t_order_202405 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (5, 5, '5', 5, 1.00, '2024-05-01 00:00:00', 1);
// 放入 t_order_202406 分片表
INSERT INTO `t_order` VALUES (6, 6, '6', 6, 1.00, '2024-06-01 00:00:00', 1);
// 插入會報錯
INSERT INTO `t_order` VALUES (7, 7, '7', 7, 1.00, '2024-07-01 00:00:00', 1);
看到實際的入庫的效果和預期的一致，一月的數據存到t_order_202401，二月的數據存到t_order_202402～，在插入 7月數據的時候報錯了。
COSID 類型算法
ShardingSphere 提供了三種基於散列散列算法的CosId（它是一款性能極高分佈式ID生成器）分片算法，這個算法的核心思想是通過散列算法對CosId生成的分佈式ID和分片鍵值進行處理，以確定數據應該存放在哪個具體的數據節點上。
使用散列算法的優勢，可以將數據按照一定規則映射到不同的數據節點上，能夠確保數據的均勻分佈，避免某些節點負載過重或者數據傾斜的情況。
三個算法與其他分片算法主要區別在於底層的實現，在配置上使用上基本沒太多區別。
8、COSID_MOD
基於 CosId 的取模分片算法和普通的MOD算法使用上略有不同，mod爲分片數量，logic-name-prefix分片數據源或真實表的前綴格式。
yml核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_database_mod:
type: MOD
props:
sharding-count: 2 # 指定分片數量
# 8、基於 CosId 的取模分片算法
t_order_table_cosid_mod:
type: COSID_MOD
props:
mod: 3 # 分片數量
logic-name-prefix: t_order_ # 分片數據源或真實表的前綴格式
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_mod
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_cosid_mod
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
9、COSID_INTERVAL
基於 CosId 的固定時間範圍的分片算法，和INTERVAL算法的用法很相似，不同點在於增加了zone-id時區屬性，logic-name-prefix分片數據源或真實表的前綴格式，上下界datetime-lower、datetime-upper範圍的時間格式是固定的yyyy-MM-dd HH:mm:ss。
yml核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_database_mod:
type: MOD
props:
sharding-count: 2 # 指定分片數量
# 基於 CosId 的固定時間範圍的分片算法
t_order_table_cosid_interval:
type: COSID_INTERVAL
props:
zone-id: "Asia/Shanghai" # 時區，必須遵循 java.time.ZoneId 的所含值。 例如：Asia/Shanghai
logic-name-prefix: t_order_ # 分片數據源或真實表的前綴格式
sharding-suffix-pattern: "yyyyMM" # 分片數據源或真實表的後綴格式，必須遵循 Java DateTimeFormatter 的格式，必須和 datetime-interval-unit 保持一致。例如：yyyyMM
datetime-lower: "2024-01-01 00:00:00" # 時間分片下界值，格式與 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 的時間戳格式一致
datetime-upper: "2024-12-31 00:00:00" # 時間分片上界值，格式與 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 的時間戳格式一致
datetime-interval-unit: "MONTHS" # 分片鍵時間間隔單位，必須遵循 Java ChronoUnit 的枚舉值。例如：MONTHS
datetime-interval-amount: 1 # 分片鍵時間間隔，超過該時間間隔將進入下一分片
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${202401..202412}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_mod
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: interval_value
sharding-algorithm-name: t_order_table_cosid_interval
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
10、COSID_INTERVAL_SNOWFLAKE
基於 CosId 的雪花ID固定時間範圍的分片算法，和上邊的COSID_INTERVAL算法不同之處在於，底層用於散列的COSID的生成方式是基於雪花算法（Snowflake），內部結合了時間戳、節點標識符和序列號等，這樣有助於數據分佈更均勻些。
使用除了type類型不同COSID_INTERVAL_SNOWFLAKE外，其他屬性用法和COSID_INTERVAL完全一致。yml核心配置如下：
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_database_mod:
type: MOD
props:
sharding-count: 2 # 指定分片數量
# 基於 CosId 的固定時間範圍的分片算法
t_order_table_cosid_interval_snowflake:
type: COSID_INTERVAL_SNOWFLAKE
props:
zone-id: "Asia/Shanghai" # 時區，必須遵循 java.time.ZoneId 的所含值。 例如：Asia/Shanghai
logic-name-prefix: t_order_ # 分片數據源或真實表的前綴格式
sharding-suffix-pattern: "yyyyMM" # 分片數據源或真實表的後綴格式，必須遵循 Java DateTimeFormatter 的格式，必須和 datetime-interval-unit 保持一致。例如：yyyyMM
datetime-lower: "2024-01-01 00:00:00" # 時間分片下界值，格式與 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 的時間戳格式一致
datetime-upper: "2024-12-31 00:00:00" # 時間分片上界值，格式與 yyyy-MM-dd HH:mm:ss 的時間戳格式一致
datetime-interval-unit: "MONTHS" # 分片鍵時間間隔單位，必須遵循 Java ChronoUnit 的枚舉值。例如：MONTHS
datetime-interval-amount: 1 # 分片鍵時間間隔，超過該時間間隔將進入下一分片
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${202401..202412}
# 分庫策略
database-strategy:
standard:
sharding-column: order_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_mod
# 分表策略
table-strategy:
standard:
sharding-column: interval_value
sharding-algorithm-name: t_order_table_cosid_interval_snowflake
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
複合分片算法
11、COMPLEX_INLINE
複合行表達式分片算法，適用於多分片健的簡單分片場景，和行表達式分片算法使用的方式基本一樣。多了一個屬性sharding-columns分片列名稱，多個列用逗號分隔。特別注意：使用多分片鍵複合算法，一定要基於複合分片策略進行設置。
我們對現有的分庫分表算法進行了改進，將分片策略修改爲complex，sharding-columns單個分片鍵升級爲多個分片鍵逗號分隔。例如，將分庫表達式從db$->{order_id % 2}調整爲db$->{(order_id + user_id) % 2}，就實現了多個分片鍵的應用。
yml核心的配置如下：
spring:
shardingsphere:
# 具體規則配置
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
t_order_database_complex_inline_algorithms:
type: COMPLEX_INLINE
props:
sharding-columns: order_id, user_id # 分片列名稱，多個列用逗號分隔。
algorithm-expression: db$->{(order_id + user_id) % 2} # 分片算法的行表達式
allow-range-query-with-inline-sharding: false # 是否允許範圍查詢。注意：範圍查詢會無視分片策略，進行全路由，默認 false
# 11、複合行表達式分片算法
t_order_table_complex_inline:
type: COMPLEX_INLINE
props:
sharding-columns: order_id, user_id # 分片列名稱，多個列用逗號分隔。
algorithm-expression: t_order_$->{ (order_id + user_id) % 3 } # 分片算法的行表達式
allow-range-query-with-inline-sharding: false # 是否允許範圍查詢。注意：範圍查詢會無視分片策略，進行全路由，默認 false
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
complex:
shardingColumns: order_id, user_id
sharding-algorithm-name: t_order_database_complex_inline_algorithms
# 分表策略
table-strategy:
complex:
shardingColumns: order_id, user_id
sharding-algorithm-name: t_order_table_complex_inline
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
Hint 分片算法
12、HINT_INLINE
Hint 行表達式分片算法（強制路由分片算法），允許我們指定數據分佈的分片庫和分表的位置。這個算法只有一個屬性algorithm-expression，直接利用Groovy表達式在其中書寫分片邏輯。
如果想要向db0.t_order_1分片表中插入一條數據，但我的 Insert SQL 中並沒有分片健呀，執意執行插入操作可能就會導致全庫表路由，插入的數據就會重複，顯然是不能接受的。Hint 算法可以很好的解決此場景。
HINT_INLINE 算法一定要在 HINT 分片策略內使用，否則會報錯。
核心的配置如下：其中兩個表達式db$->{Integer.valueOf(value) % 2}和t_order_$->{Integer.valueOf(value) % 3}中的value值分別是我們通過 Hint API 傳入的分庫值和分表值。
spring:
shardingsphere:
rules:
sharding:
# 分片算法定義
sharding-algorithms:
# Hint 行表達式分片算法
t_order_database_hint_inline:
type: HINT_INLINE
props:
algorithm-expression: db$->{Integer.valueOf(value) % 2} # 分片算法的行表達式，默認值${value}
t_order_table_hint_inline:
type: HINT_INLINE
props:
algorithm-expression: t_order_$->{Integer.valueOf(value) % 3} # 分片算法的行表達式，默認值${value}
tables:
# 邏輯表名稱
t_order:
# 數據節點：數據庫.分片表
actual-data-nodes: db$->{0..1}.t_order_${0..2}
# 分庫策略
database-strategy:
hint:
sharding-algorithm-name: t_order_database_hint_inline
# 分表策略
table-strategy:
hint:
sharding-algorithm-name: t_order_table_hint_inline
keyGenerateStrategy:
column: id
keyGeneratorName: t_order_snowflake
配置完分片算法，如何將value值傳遞進來？通過HintManager設置邏輯表的分庫addDatabaseShardingValue、分表addTableShardingValue，強制數據分佈到指定位置。
@DisplayName("測試 hint_inline 分片算法插入數據")
@Test
public void insertHintInlineTableTest() {
HintManager hintManager = HintManager.getInstance();
hintManager.clearShardingValues();
// 設置邏輯表 t_order 的分庫值
hintManager.addDatabaseShardingValue("t_order", 0);
// 設置邏輯表 t_order 的分表值
hintManager.addTableShardingValue("t_order", 1);
// 1%3 = 1 所以放入 db0.t_order_1 分片表
jdbcTemplate.execute("INSERT INTO `t_order`(`id`,`order_date`,`order_id`, `order_number`, `customer_id`, `total_amount`, `interval_value`, `user_id`) VALUES (1, '2024-03-20 00:00:00', 1, '1', 1, 1.00, '2024-01-01 00:00:00', 1);");
hintManager.close();
}
ShardingSphere 通過使用ThreadLocal管理強制路由配置，可以通過編程的方式向HintManager中添加分片值，該分片值僅在當前線程內生效。
- HintManager.getInstance() 獲取 HintManager 實例；
- HintManager.addDatabaseShardingValue，HintManager.addTableShardingValue 方法設置分片鍵值；
- 執行 SQL 語句完成路由和執行；
- 最後調用 HintManager.close 清理 ThreadLocal 中的內容。
按我們設定的數據節點位置，插入一條測試數據，看到確實存在了db0.t_order_1中，完美！
總結
本文中我們講解了ShardingSphere-jdbc所支持的12種分片算法，每種算法都具有獨特的特點。在實際應用中，需要結合具體的業務場景來靈活選擇和應用適合的分片算法。
由於篇幅已經夠長了，剩下的 3 種自定義分片算法會在下一篇中詳細介紹。
全部demo案例 GitHub 地址：https://github.com/chengxy-nds/Springboot-Notebook/tree/master/shardingsphere101/shardingsphere-algorithms
我是小富～ 下期見