.net core 基于Dapper 的分库分表开源框架（core-data）

Posted 2021-02-20 lonelyxmas

原文:.net core 基于Dapper 的分库分表开源框架（core-data）

一、前言

感觉很久没写文章了，最近也比较忙，写的相对比较少，抽空分享基于Dapper 的分库分表开源框架core-data的强大功能，更好的提高开发过程中的效率；
在数据库的数据日积月累的积累下，业务数据库中的单表数据想必也越来越大，大到百万、千万、甚至上亿级别的数据，这个时候就很有必要进行数据库读写分离、以及单表分多表进行存储，提高性能，但是呢很多人不知道怎么去分库分表，也没有现成的分库分表的成熟框架，故不知道怎么下手，又怕影响到业务；现在我给大家推荐core-data的分库分表开源框架。框架开源地址:https://github.com/overtly/core-data

二、基础

2.1 回顾

这里先来回顾下我上一篇文章中的技术栈路线图，如下：

今天从这张技术栈图中来详细分享一切的基础数据库底层操作ORM。

2.2 core-data主要优势：

上一篇文章.Net 微服务架构技术栈的那些事 中简单的介绍了core-data主要优势，如下：

• 官方建议使用DDD 领域驱动设计思想开发
• 支持多种数据库（mysql / SqlServer / SQLite ），简单配置添加链接的配置即可
• 支持分表操作，自定义分表策略的支持
• 支持表达式方式编写，减少写Sql语句机械性工作
• 可对Dapper 进行扩展
• 性能依赖于Dapper 本身的性能，Dapper 本身是轻量级ORM ，官方测试性能都强于其他的ORM
• 框架支持Framework4.6 - NetStandard 2.0

三、实战详解

这里都仅仅分享核心的内容代码，不把整个代码贴出来，有需要完整Demo源代码请访问 https://github.com/a312586670/NetCoreDemo
在我的解决方案的项目中 引用overt.core.data nuget包，如下图：

3.1 单表模式

创建用户实体代码如下：

    /// <summary>
    /// 标注数据库对应的表名
    /// </summary>
    [Table("User")]
    public class UserEntity
    {
        /// <summary>
        /// 主键ID,标注自增ID
        /// </summary>
        [Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
        public int UserId { get; set; }

        /// <summary>
        /// 商户ID
        /// </summary>
        public int MerchantId { set; get; }

        /// <summary>
        /// 用户名
        /// </summary>
        public string UserName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 真实姓名
        /// </summary>
        public string RealName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 密码
        /// </summary>
        public string Password { get; set; }

        /// <summary>
        /// 添加时间
        /// </summary>
        public DateTime AddTime { get; set; }
    }

代码中通过[Table("User")] 来和数据库表进行映射关联；
通过[Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)] 标注自增主键.

3.2 默认分表策略

从单表模式改成分表模式，并且按照商户的模式进行分表，代码实体代码改造如下：

   /// <summary>
    /// 标注数据库对于的表名
    /// </summary>
    [Table("User")]
    public class UserEntity
    {
        /// <summary>
        /// 主键ID,标注自增ID
        /// </summary>
        [Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
        public int UserId { get; set; }

        /// <summary>
        /// 商户ID
        /// </summary>
        [Submeter(Bit =2)]
        public int MerchantId { set; get; }

        /// <summary>
        /// 用户名
        /// </summary>
        public string UserName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 真实姓名
        /// </summary>
        public string RealName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 密码
        /// </summary>
        public string Password { get; set; }

        /// <summary>
        /// 添加时间
        /// </summary>
        public DateTime AddTime { get; set; }
    }

代码中 MerchantId 字段上添加了[Submeter(Bit =2)]标注，并且指定了Bit=2，将会分成根据MerchantId字段取二进制进行md5 hash 取前两位分成256张表

分表模式源码分析

分表模式可以通过在字段上标注Submeter属性，我们先来看看框架对于这个标注的源代码，源代码如下：

    /// <summary>
    /// 分表标识
    /// </summary>
    public class SubmeterAttribute : Attribute
    {
        /// <summary>
        /// 16进制位数
        /// 1 16
        /// 2 256
        /// 3 4096 
        /// ...
        /// </summary>
        public int Bit { get; set; }
    }

开源框架中其中一个获得分表的表名称的扩展方法，仅仅只贴了一个扩展方法，有兴趣的可以下载开源框架进行源码阅读。

        /// <summary>
        /// 获取表名
        /// </summary>
        /// <param name="entity">实体实例</param>
        /// <param name="tableNameFunc"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string GetTableName<TEntity>(this TEntity entity, Func<string> tableNameFunc = null) where TEntity : class, new()
        {
            if (tableNameFunc != null)
                return tableNameFunc.Invoke();

            var t = typeof(TEntity);
            var mTableName = t.GetMainTableName();
            var propertyInfo = t.GetProperty<SubmeterAttribute>();
            if (propertyInfo == null) // 代表没有分表特性
                return mTableName;

            // 获取分表
            var suffix = propertyInfo.GetSuffix(entity);
            return $"{mTableName}_{suffix}";
        }

        /// <summary>
        /// 获取后缀(默认根据SubmeterAttribute 标注的位数进行Md5 hash 进行分表)
        /// </summary>
        /// <param name="val"></param>
        /// <param name="bit"></param>
        /// <returns></returns>
        internal static string GetSuffix(string val, int bit = 2)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(val))
                throw new ArgumentNullException($"分表数据为空");
            if (bit <= 0)
                throw new ArgumentOutOfRangeException("length", "length必须是大于零的值。");

            var result = Encoding.Default.GetBytes(val.ToString());    //tbPass为输入密码的文本框
            var md5Provider = new MD5CryptoServiceProvider();
            var output = md5Provider.ComputeHash(result);
            var hash = BitConverter.ToString(output).Replace("-", "");  //tbMd5pass为输出加密文本

            var suffix = hash.Substring(0, bit).ToUpper();
            return suffix;
        }

源代码中通过SubmeterAttribute 特性进行对字段进行标注分表，可以传对应的bit参数进行框架默认的分表策略进行分表，但是很多情况下我们需要自定义分表策略，那我们应该怎么去自定义分表策略呢？我们先等一下来实践自定义分表策略，先来创建用户的Repository，代码如下
IUserRepository:

public interface IUserRepository : IBaseRepository<UserEntity>
{
}

需要继承IBaseRepository<T>的接口，该接口默认实现了基本的方法，开源框架中IBaseRepository<T>代码方法如下图：

创建完IUserRepository接口后，我们来创建它的实现UserRepository,代码如下：

public class UserRepository : BaseRepository<UserEntity>, IUserRepository
{
        public UserRepository(IConfiguration configuration)
            : base(configuration, "user")
        {
        }
 }

从代码中UserRepository类继承了BaseRepository<T>类，我们来看看这个abstract类的基本结构，如下图:

开源框架中BaseRepository<T>抽象类继承了PropertyAssist类，我们再来看看它的有哪些方法，如下图：

从图中可以看到定义了一系列的virtual方法，那既然是virtual方法我们就可以进行重写

• CreateScriptFunc:自动创建脚本数据表方法
• TableNameFunc：可以进行自定义分表策略

3.3 自定义分表策略

我们来实现上面提出的自定义分表策略问题（根据商户Id来进行分表,并且自动把不存在的表进行初始化创建），代码改造如下：
IUserRepository:

public interface IUserRepository : IBaseRepository<UserEntity>
{
    int MerchantId { set; get; }
}

UserRepository 代码改造如下：

public class UserRepository : BaseRepository<UserEntity>, IUserRepository
{
        public UserRepository(IConfiguration configuration)
            : base(configuration, "user")
        {
        }

        /// <summary>
        /// 用于根据商户ID来进行分表
        /// </summary>
        public int MerchantId { set; get; }

        //自定义分表策略
        public override Func<string> TableNameFunc => () =>
        {
            var tableName = $"{GetMainTableName()}_{MerchantId}";
            return tableName;
        };

        //自动创建分表的脚本
        public override Func<string, string> CreateScriptFunc => (tableName) =>
        {
            //MySql
            return "CREATE TABLE `" + tableName + "` (" +
                   "  `UserId` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT," +
                   "  `UserName` varchar(200) DEFAULT NULL," +
                   "  `Password` varchar(200) DEFAULT NULL," +
                   "  `RealName` varchar(200) DEFAULT NULL," +
                   "  `AddTime` datetime DEFAULT NULL," +
                   "  `MerchantId` int(11) NOT NULL," +
                   "  PRIMARY KEY(`UserId`)" +
                   ") ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 DEFAULT CHARSET = utf8mb4; ";
        };
    }

3.4 数据库读写分离

我们再来看看开源框架的基类代码结构截图，如下：

对于查询的基本常用的方法都有一个isMaster=false的参数，该参数就是用于是否读取主库，用于基本的主从数据库的分离，也就是读写分离，那改怎么配置读写分离数据库呢
链接字符串如下图：

分别指定了主从数据库的链接字符串.
我们来分析源代码，核心框架源代码如下：

/// <summary>
/// 连接配置信息获取
/// 1. master / secondary
/// 2. xx.master / xx.secondary
/// </summary>
public class DataSettings
{
        #region Static Private Members
        static readonly string _connNmeOfMaster = "master";
        static readonly string _connNameOfSecondary = "secondary";
        static readonly string _connNameOfPoint = ".";
        static string _connNameOfPrefix = "";
        #endregion

        #region Private Member
        /// <summary>
        /// 主库
        /// </summary>
        private string Master
        {
            get { return $"{_connNameOfPrefix}{_connNmeOfMaster}"; }
        }
        /// <summary>
        /// 从库
        /// </summary>
        private string Secondary
        {
            get
            {
                return $"{_connNameOfPrefix}{_connNameOfSecondary}";
            }
        }
        #endregion

        /// <summary>
        /// 获取链接名称
        /// </summary>
        /// <param name="isMaster"></param>
        /// <param name="store">不能包含点</param>
        /// <returns></returns>
        private string Key(bool isMaster = false, string store = "")
        {
            _connNameOfPrefix = string.IsNullOrEmpty(store) ? "" : $"{store}{_connNameOfPoint}";
            var connName = string.Empty;
            if (isMaster)
                connName = Master;
            else
                connName = Secondary;

            return connName;
        }
}

代码中根据isMaster 参数来进行读写数据库链接参数的获取，以达到读写分离的功能，同时还支持前缀的配置支持，也开源自由配置多个数据库进行读取，只需要构造函数中获取配置即可。
上面的分表Demo 单元测试运行后的结果例子如下图：

已经按照MerchantId 字段进行分表

三、总结

到这里用户表已经根据商户ID进行分表存储了，这样就做到了读写分离及自定义分表策略存储数据，core-data 开源框架还支持更多的强大功能，实现了一系列的基础CRUD的方法，不用写任何的sql语句，Where表达式的支持，同时可以自定义复杂的sql语句，更多请访问框架开源地址:https://github.com/overtly/core-data.
完整的Demo 代码 已经放在github上，Demo代码结构图如下:

地址：https://github.com/a312586670/NetCoreDemo

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