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在 mysql shardingsphere-proxy 逐漸成熟并被廣泛采用的同時，shardingsphere 團隊也在 postgresql shardingsphere-proxy 上持續發力。相比前期的 alpha 與 beta，5.0.0 正式版對 postgresql 的協議實現、sql 支持度、權限控制等方面進行了大量的完善，為后續全面對接 postgresql 生態打下基礎。shardingsphere-proxy 與 postgresql 的生態對接，讓用戶能夠在 postgresql 數據庫的基礎上獲得如數據分片、讀寫分離、影子庫、數據加密/脫敏、分布式治理等透明化的增量能力。

除了 postgresql 方面，由華為開源的國產數據庫 opengauss 的熱度持續攀升。opengauss 具備優秀的單機性能，配合 shardingsphere 的能力和生態，能夠打造出覆蓋更多場景的國產分布式數據庫解決方案。

shardingsphere postgresql/opengauss proxy 目前能夠支持數據分片、讀寫分離、影子庫、數據加密/脫敏、分布式治理等 apache shardingsphere 生態中大部分能力，在完善程度上逐漸對齊 shardingsphere mysql proxy。

本文將給大家介紹 shardingsphere-proxy 5.0.0 在 postgresql 上所做的提升以及與 opengauss 的生態對接。

作者介紹

吳偉杰

apache shardingsphere committer，sphereex 中間件工程師。目前專注于 apache shardingsphere 及其子項目 elasticjob 的研發。

shardingsphere-proxy 介紹

shardingsphere-proxy 是 shardingsphere 生態中的一個接入端，定位為對客戶端透明的數據庫代理。shardingsphere proxy 不局限于 java，其實現了 mysql、postgresql 數據庫協議，可以使用各種兼容 mysql / postgresql 協議的客戶端連接并操作數據。

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

shardingsphere-jdbc	shardingsphere-proxy
數據庫	任意	基于 mysql / postgresql 協議的數據庫
連接消耗數	高	低
異構語言	支持 java 等基于 jvm 語言	任意
性能	損耗低	損耗略高
無中心化	是	否
靜態入口	無	有

在做了分庫分表或其他規則的情況下，數據會分散到多個數據庫實例上，在管理上難免會有一些不便；或者使用非 java 語言的開發者，需要 shardingsphere 所提供的能力…… 以上這些情況，正是 shardingsphere-proxy 力所能及之處。

shardingsphere-proxy 隱藏了后端實際數據庫，對于客戶端來說就是在使用一個數據庫，不需要關心 shardingsphere 如何協調背后的數據庫，對于使用非 java 語言的開發者或 dba 更友好。

在協議方面，shardingsphere postgresql proxy 實現了 simple query 與大部分 extended query 協議，支持異構語言通過 postgresql/opengauss 驅動連接 proxy。shardingsphere opengauss proxy 在復用 postgresql 協議的基礎上，還支持 opengauss 特有的批量插入協議。

不過，由于 shardingsphere-proxy 相比 shardingsphere-jdbc 增加了一層網絡交互，sql 執行的延時會有所增加，損耗相比 shardingsphere-jdbc 略高。

shardingsphere-proxy 與 postgresql 的生態對接

兼容 postgresql simple query 與 extended query

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

simple query 與 extended query 是大多數用戶在使用 postgresql 時最常用的協議。

比如，使用如下命令行工具 psql 連接 postgresql 數據庫進行 crud 操作時，主要使用 simple query 協議與數據庫交互。

				?

									$ psql -h 127.0.0.1 -u postgres

									psql (14.0 (debian 14.0-1.pgdg110+1))

									type "help" for help.

									postgres=# select id, name from person where age < 35;

									 id | name

									----+------

									  1 | foo

									(1 row)

simple query 的協議交互示意圖如下：

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

當用戶使用 postgresql jdbc driver 等驅動時，可能會如下代碼使用 preparedstatement，默認情況下對應著 extended query 協議。

				?

									string sql = "select id, name from person where age > ?";

									preparedstatement ps = connection.preparestatement(sql);

									ps.setint(1, 35);

									resultset resultset = ps.executequery();

extended query 的協議交互示意圖如下：

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

目前，shardingsphere postgresql proxy 實現了 simple query 與大部分 extended query 協議，不過，因為數據庫客戶端與驅動已經封裝好 api 供用戶使用，一般用戶并不需要關心數據庫協議層面的事情。

shardingsphere-proxy 兼容 postgresql 的 simple query 與 extended query 意味著：用戶可以使用常見的 postgresql 客戶端或驅動連接 shardingsphere-proxy 進行 crud 操作，利用 shardingsphere 在數據庫上層提供的增量能力。

shardingsphere-proxy 與 opengauss 的生態對接

支持 opengauss jdbc driver

opengauss 數據庫有對應的 jdbc 驅動，jdbc url 的前綴jdbc:opengauss。雖然用 postgresql 的 jdbc 驅動也能夠連接 opengauss 數據庫，但這樣就無法完全利用 opengauss 特有的批量插入等特性。shardingsphere 增加了 opengauss 數據庫類型，能夠識別 opengauss jdbc driver，開發者在使用 shardingsphere 的時候可以直接使用 opengauss 的 jdbc 驅動。

支持 opengauss 批量插入協議

舉一個例子，當我們 prepare 一個 insert 語句如下

				?

									insert into person (id, name, age) values (?, ?, ?)

以 jdbc 為例，我們可能會使用如下方法執行批量插入：

				?

									string sql = "insert into person (id, name, age) values (?, ?, ?)";

									preparedstatement ps = connection.preparestatement(sql);

									ps.setlong(1, 1);

									ps.setstring(2, "foo");

									ps.setint(3, 18);

									ps.addbatch();

									ps.setlong(1, 2);

									ps.setstring(2, "bar");

									ps.setint(3, 36);

									ps.addbatch();

									ps.setlong(1, 3);

									ps.setstring(2, "tom");

									ps.setint(3, 54);

									ps.addbatch();

									ps.executebatch();

在 postgresql 協議層面，bind 消息每次能夠傳遞一組參數形成 portal，execute 每次能夠執行一個 portal。執行批量插入可以通過反復執行 bind 和 execute 實現。協議交互示意圖如下：

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

batch bind 是 opengauss 特有的消息類型，相比原本的 bind，batch bind 一次能夠傳遞多組參數，使用 batch bind 執行批量插入的協議交互示意如下：

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

shardingsphere-proxy opengauss 實現了對 batch bind 協議的支持，也就是說，客戶端能夠直接用 opengauss 的客戶端或驅動對 shardingsphere proxy 執行批量插入。

shardingsphere-proxy 后續要做的事情

支持 shardingsphere postgresql proxy 邏輯 metadata 查詢

shardingsphere-proxy 作為透明數據庫代理，用戶無需關心 proxy 如何協調背后的數據庫。

以下圖為例，在 shardingsphere-proxy 中配置邏輯庫 sharding_db 和邏輯表 person，proxy背后實際對應了 2 個數據庫共 4 個表。

基于PostgreSQL/openGauss 的分布式數據庫解決方案

目前在 shardingsphere mysql proxy 中分別執行 show schemas、show tables 語句，查詢的結果能夠正常的列出邏輯庫 sharding_db 和邏輯表 person。

使用 psql 連接 postgresql 時可以通過 \l、\d 等命令查詢庫、表。但與 mysql 不同的是，show tables是 mysql 所支持的語句，而在 psql 中所使用的 \d 實際上對應了一條比較復雜的 sql，目前使用 shardingsphere postgresql proxy 暫時無法查詢出邏輯庫或邏輯表。

支持 extended query 的 describe prepared statement

postgresql 協議的 describe 消息有兩種變體，分別是 describe portal 和 describe prepared statement。目前 shardingsphere proxy 僅支持 describe portal，暫時不支持 describe prepared statement。

describe prepared statement 的實際應用舉例：在 preparedstatement 執行之前獲取結果集的 metadata。

				?

									preparedstatement preparedstatement = connection.preparestatement("select * from t_order limit ?");

									resultsetmetadata metadata = preparedstatement.getmetadata();