最近有一個專案，其中某個功能單表資料在可預估的未來達到了億級，初步估算在90億左右。與同事詳細討論後，決定採用一致性Hash演算法來完成資料庫的自動擴容和資料遷移。整個程式細節由我同事完成，我只是將其理解併成文，供有相同問題的同行參考。

參看此文的兄弟，預設各位已經熟悉一致性hash演算法了。此文僅僅闡述程式碼細節，實現語言為Java。

專案背景

1.專案是一個實驗室專案

2.其中有一個表叫做試驗表，用於儲存車型的試驗資料，每個試驗大概有6000條資料

3.總計初期約有2萬個車型，每個車型初期包含超過50個試驗。後期還會動態增長

4.試驗表中的資料僅需要根據車型試驗ID能取出來即可，沒有其他更復雜的業務邏輯

方案決策

專案正式上線初期，資料量不會直接爆發式增長到90億，需要時間上的積累（逐步做實驗），最終可能達到90億資料，甚至超過90億資料。

按照我們實際瞭解情況，oracle儲存資料量達到1千萬的時候，效能擅可。而Oracle官方的說法，如單表儲存1g有分割槽（大致500萬資料），查詢效率非常高。而試驗表中僅四個欄位，每條資料資料量較小。所以我們最終決定以1000萬為節點，水平拆表。當表資料達到1千萬時，即增加下一波表。進行資料自動遷移。

按照90億的總量，1000萬資料一個表的劃分，最終大致會產生900個左右的表。所以我們最終使用了4個數據庫。1個儲存其他業務模組的表，3個儲存此大資料表。每個資料庫大致有300張表。效能上和數量上都可達到我們的要求。

相關表結構

試驗資訊表（EXPERIMENT_MESSAGE），掛接車型和試驗的關係。試驗資料表（EXPERIMENT_DATA），儲存試驗資料

試驗資訊表：

試驗資料表：

我們採用作一致性hash的key，就是試驗資料表中的EXPERIMENT_MESSAGE_ID欄位。也就是說，每個試驗資料表，不存則以，存則一次性大致有6000條資料。取同理。

一致性Hash演算法實現

一致性Hash演算法的hash部分，採用了著名的ketama演算法。在此，我們不多討論ketama演算法的細節，若各位有興趣，請查閱ketama演算法

有了Hash的演算法，接下來就要構造Hash環了。Hash環採用的SortedMap資料結構實現。

private final SortedMap<Long, T> circle = new TreeMap<Long, T>();

其中新增節點和移除節點部分，需要根據hash演算法得到節點在環上的位置，具體程式碼如下：

而hash環中得到節點部分比較特殊，根據一致性hash演算法的介紹，得到hash環中的節點，實際上是計算出的hash值順時針找到的第一個節點。

單表拆分實踐

上面完成了一致性hash演算法的實現，包含了hash演算法和hash環的實現。接下來就要處理具體業務中，如何使用這個hash環和演算法了。

我們業務中，主要操作這張表的資料，也就是增刪查。然後我們資料庫拆分成了3個，所以需要增刪查的操作基本一致，都是先通過一致性hash得到庫，再通過一致性hash得到表。

獲取資料庫名的操作如下，獲取到資料庫後，根據資料庫名到對應的連線池中獲取連線。

獲取表名的操作如下，獲取到資料庫後，在對應的資料庫中找到需要的表，再從該表中查詢資料。

剩下的增刪改操作和平常一致，在此不多贅述。

資料遷移實踐

一致性hash勢必涉及到資料遷移問題，我們採取的資料遷移方式為定時任務，針對每個資料庫在每天夜裡全量掃描一次。檢查是否有資料量超過1000萬的表，若存在這樣的表，就把現有的表數量double。
資料遷移只會在同庫之間遷移，不會涉及跨資料庫的情況。
此方案為初步方案，後續會改進的更加智慧，根據表的數量，增加不同數量的表。而不是簡單的把表數量翻倍。
表建立後，將需要遷移的表資料逐個遷移。

在連線到資料來源後，我們做了如下事情進行資料遷移

1.獲取庫中所有的表

 List<String> tables = getTables(connection, p, d.toString());

2.遍歷表，檢查表中資料是否超過邊界線（我們為1000萬）

3.根據所有的表計算現有的虛擬節點

ConsistentHash<String> consistentHashOld = getConsistentHash(tables);

4.把表加倍

5.計算加倍後的虛擬節點

ConsistentHash<String> consistentHashNew = getConsistentHash(tablesNew);

6.資料遷移

總結

以上為我們所做的一致性hash實踐，其中還存在很多問題，比如遷移過程單執行緒導致遷移較慢、自動擴容機制不智慧、遷移過程中資料訪問不穩定等情況。

我們將會在後續的開發中逐步進行完善改進。

以上就是我們針對一致性hash在oracle分表中的實踐

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