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Sharding-Sphere学习专题（三）数据加密、读写分离

ds 2025/7/15 20:23:48

目录

一、ShardingJDBC数据加密功能实战

 二、基于ShardingJDBC实现读写分离

一、ShardingJDBC数据加密功能实战

ShardingSphere内置了多种加密算法，可以用来快速对关键数据进行加密。最典型的，比如对用户的密码，通常都是需要加密存储的。

使用ShardingSphere就可以用应用无感知的方式，快速实现数据加密。并且可以灵活切换多种内置的加密算法。

下面新建一张user用户表，来实现下数据加密的功能：

CREATE TABLE user  (`userid` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,`username` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL,`password` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL,`password_cipher` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL,`userstatus` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL,`age` int(0) DEFAULT NULL,`sex` varchar(2) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL COMMENT 'F or M',PRIMARY KEY (`userid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

创建对应的数据实体：

@TableName("user")
public class User {private String userid;private String username;private String password;private String userstatus;private int age;private String sex;// getter ... setter ...   
}

创建操作数据库的mapper

public interface UserCourseInfoMapper extends BaseMapper<UserCourseInfo> {
}

SpringBoot中配置逻辑表user的加密算法

数据加密流程:

  1. 对password字段进行加密
  2. 存储明文的字段
  3. 存储密文的字段
  4. 加密器：AES加密器、MD5加密器、SM3加密器、sm4加密器
# 打印SQL
spring.shardingsphere.props.sql-show = true
spring.main.allow-bean-definition-overriding = true# ----------------数据源配置
# 指定对应的库
spring.shardingsphere.datasource.names=m0,m1spring.shardingsphere.datasource.m0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.shardingsphere.datasource.m0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.m0.url=jdbc:mysql://192.168.65.212:3306/shardingdb1?serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.shardingsphere.datasource.m0.username=root
spring.shardingsphere.datasource.m0.password=rootspring.shardingsphere.datasource.m1.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.shardingsphere.datasource.m1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.m1.url=jdbc:mysql://192.168.65.212:3306/shardingdb2?serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.shardingsphere.datasource.m1.username=root
spring.shardingsphere.datasource.m1.password=root
#------------------------分布式序列算法配置
# 生成字符串类型分布式主键。
spring.shardingsphere.rules.sharding.key-generators.user_keygen.type=NANOID
#spring.shardingsphere.rules.sharding.key-generators.user_keygen.type=UUID
# 指定分布式主键生成策略
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.key-generate-strategy.column=userid
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.key-generate-strategy.key-generator-name=user_keygen
#-----------------------配置实际分片节点
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.actual-data-nodes=m$->{0..1}.user_$->{1..2}
# HASH_MOD分库
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.database-strategy.standard.sharding-column=userid
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.database-strategy.standard.sharding-algorithm-name=user_db_algspring.shardingsphere.rules.sharding.sharding-algorithms.user_db_alg.type=HASH_MOD
spring.shardingsphere.rules.sharding.sharding-algorithms.user_db_alg.props.sharding-count=2
# HASH_MOD分表
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.table-strategy.standard.sharding-column=userid
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.table-strategy.standard.sharding-algorithm-name=user_tbl_algspring.shardingsphere.rules.sharding.sharding-algorithms.user_tbl_alg.type=INLINE
# 字符串类型要先hashcode转为long，再取模。但是Grovvy的 "xxx".hashcode%2 不知道为什么会产生 -1,0,1三种结果
#spring.shardingsphere.rules.sharding.sharding-algorithms.user_tbl_alg.props.algorithm-expression=user_$->{Math.abs(userid.hashCode()%2) +1}
# 用户信息分到四个表
spring.shardingsphere.rules.sharding.sharding-algorithms.user_tbl_alg.props.algorithm-expression=user_$->{Math.abs(userid.hashCode()%4).intdiv(2) +1}
# 数据加密:对password字段进行加密
# 存储明文的字段
spring.shardingsphere.rules.encrypt.tables.user.columns.password.plainColumn = password
# 存储密文的字段
spring.shardingsphere.rules.encrypt.tables.user.columns.password.cipherColumn = password_cipher
# 加密器
spring.shardingsphere.rules.encrypt.tables.user.columns.password.encryptorName = user_password_encry
# AES加密器
#spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.type=AES
#spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.props.aes-key-value=123456
# MD5加密器
#spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.type=MD5
# SM3加密器
spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.type=SM3
spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.props.sm3-salt=12345678# sm4加密器
#spring.shardingsphere.rules.encrypt.encryptors.user_password_encry.type=SM4

单元测试案例

    @Testpublic void addUser(){for (int i = 0; i < 10; i++) {User user = new User();
//            user.setUserid();user.setUsername("user"+i);user.setPassword("123qweasd");user.setUserstatus("NORMAL");user.setAge(30+i);user.setSex(i%2==0?"F":"M");userMapper.insert(user);}}

在插入时，就会在password_cipher字段中加入加密后的密文

 二、基于ShardingJDBC实现读写分离

一种保护数据库的方案

将读写请求分发到不同的数据库，从而减少主库的客户端请求。

1、数据层面，需要将Master的数据实时同步到slave。这一部分通常是通过一些第三方的工具去执行。例如Canal框架，或者MySQL自己提供的主从同步方案等。

2、应用层面，要做的就是将读请求和写请求分发到不同的数据库中。这本质也是一种数据路由的功能。用ShardingSphere来实现就非常简单。只需要配置一个readwrite-splitting的分片规则即可。

配置读写分离流程：

  1. 配置成读写分离的虚拟库
  2. 配置读写分离虚拟库：主库一个，从库多个（大部分是读操作，所以从库是读）
  3. 指定负载均衡器
  4. 配置负载均衡器：按操作轮训、按事务轮训、按操作随机、按事务随机
  5. 读请求全部强制路由到主库

例如，针对之前建立的user表，我们可以快速配置一个读写分离的示例：

# 打印SQL
spring.shardingsphere.props.sql-show = true
spring.main.allow-bean-definition-overriding = true# ----------------数据源配置
# 指定对应的库
spring.shardingsphere.datasource.names=m0,m1spring.shardingsphere.datasource.m0.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.shardingsphere.datasource.m0.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.m0.url=jdbc:mysql://localhost:3306/coursedb?serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.m0.username=root
spring.shardingsphere.datasource.m0.password=rootspring.shardingsphere.datasource.m1.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.shardingsphere.datasource.m1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.shardingsphere.datasource.m1.url=jdbc:mysql://localhost:3306/coursedb2?serverTimezone=UTC
spring.shardingsphere.datasource.m1.username=root
spring.shardingsphere.datasource.m1.password=root
#------------------------分布式序列算法配置
# 生成字符串类型分布式主键。
spring.shardingsphere.rules.sharding.key-generators.user_keygen.type=NANOID
#spring.shardingsphere.rules.sharding.key-generators.user_keygen.type=UUID
# 指定分布式主键生成策略
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.key-generate-strategy.column=userid
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.key-generate-strategy.key-generator-name=user_keygen
#-----------------------配置读写分离
# 要配置成读写分离的虚拟库
spring.shardingsphere.rules.sharding.tables.user.actual-data-nodes=userdb.user
# 配置读写分离虚拟库 主库一个，从库多个
spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.data-sources.userdb.static-strategy.write-data-source-name=m0
spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.data-sources.userdb.static-strategy.read-data-source-names[0]=m1
# 指定负载均衡器
spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.data-sources.userdb.load-balancer-name=user_lb
# 配置负载均衡器
# 按操作轮训
spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.load-balancers.user_lb.type=ROUND_ROBIN
# 按事务轮训
#spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.load-balancers.user_lb.type=TRANSACTION_ROUND_ROBIN
# 按操作随机
#spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.load-balancers.user_lb.type=RANDOM
# 按事务随机
#spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.load-balancers.user_lb.type=TRANSACTION_RANDOM
# 读请求全部强制路由到主库
#spring.shardingsphere.rules.readwrite-splitting.load-balancers.user_lb.type=FIXED_PRIMARY

然后去执行对user表的插入和查询操作，从日志中就能体会到读写分离的实现效果。

http://www.xdnf.cn/news/15580.html

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