月增千万的数据，我用单体+单库扛下了所有~
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来源：
https://juejin.cn/post/7169098754719481864
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~
1. 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：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！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。
2. 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：
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。
最终撰写出的存储过程如下：
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：
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：
-- 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：
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：
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：
-- 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：
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：
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<SimpleDateFormat> 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：
@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：
<insert id="insertSelective" parameterType="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills">
insert into ${targetTable}
<trim prefix="(" suffix=")" suffixOverrides="," >
<if test="monthBillsId != null" >
month_bills_id,
</if>
<if test="serialNumber != null" >
serial_number,
</if>
<if test="payMoney != null" >
pay_money,
</if>
<if test="machineSerialNo != null" >
machine_serial_no,
</if>
<if test="billDate != null" >
bill_date,
</if>
<if test="billComment != null" >
bill_comment,
</if>
<if test="billsInfo != null" >
bills_info,
</if>
</trim>
<trim prefix="values (" suffix=")" suffixOverrides="," >
<if test="monthBillsId != null" >
#{monthBillsId,jdbcType=INTEGER},
</if>
<if test="serialNumber != null" >
#{serialNumber,jdbcType=VARCHAR},
</if>
<if test="payMoney != null" >
#{payMoney,jdbcType=DECIMAL},
</if>
<if test="machineSerialNo != null" >
#{machineSerialNo,jdbcType=VARCHAR},
</if>
<if test="billDate != null" >
#{billDate,jdbcType=TIMESTAMP},
</if>
<if test="billComment != null" >
#{billComment,jdbcType=VARCHAR},
</if>
<if test="billsInfo != null" >
#{billsInfo,jdbcType=LONGVARCHAR},
</if>
</trim>
</insert>
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：
-- 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：
// 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：
@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：SQL日志，如下：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：
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！
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。
3. 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：
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：
// 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：
<!-- 在MonthBillsMapper中多定义一个接口： -->
<!-- MonthBills selectBySerialNumber(MonthBills record); -->
<!-- 定义返回的结果集 -->
<resultMap id="ResultMapMonthBills" type="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills" >
<constructor >
<idArg column="month_bills_id" jdbcType="INTEGER" javaType="java.lang.Integer" />
<arg column="serial_number" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
<arg column="pay_money" jdbcType="DECIMAL" javaType="java.math.BigDecimal" />
<arg column="machine_serial_no" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
<arg column="bill_date" jdbcType="TIMESTAMP" javaType="java.util.Date" />
<arg column="bill_comment" jdbcType="VARCHAR" javaType="java.lang.String" />
<arg column="bills_info" jdbcType="LONGVARCHAR" javaType="java.lang.String" />
</constructor>
</resultMap>
<!-- 定义字段列表 -->
<sql id="Base_Column_List" >
month_bills_id, serial_number, bills_info, pay_money, machine_serial_no,
bill_date, bill_comment
</sql>
<!-- 编写对应的查询语句,这里依旧是通过 ${targetTable} 动态表名做查询 -->
<select id="selectBySerialNumber" resultMap="ResultMapMonthBills"
parameterType="com.zhuzi.dbMachineSubmeter.entity.MonthBills" >
select
<include refid="Base_Column_List" />
from ${targetTable}
where serial_number = #{serial_number,jdbcType=VARCHAR}
</select>
接着来写一下Service层的代码，如下：
// 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：
// 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：
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：
// 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<String> 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<String> 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：
// 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<String> 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：
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：
// 定义一个返回多条数据的接口
List<MonthBills> rangeQueryByDate(@Param("sql") String sql);
<select id="rangeQueryByDate" resultMap="ResultMapMonthBills"
parameterType="java.lang.String" >
${sql}
</select>
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：
// 在IMonthBillsService接口中多定义一个方法
List<MonthBills> rangeQueryByDate(String startTime, String endTime);
// 在MonthBillsServiceImpl实现类中撰写具体的实现
@Override
public List<MonthBills> 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：
// 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<MonthBills> 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：
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。
4. 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~）。
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。
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