集成 TiDB 与 ProxySQL

本文档提供了 ProxySQL 的高层次介绍，描述了如何在开发环境和生产环境中将 ProxySQL 与 TiDB 集成，并通过查询路由场景演示了关键的集成优势。

如果你希望进一步了解 TiDB 和 ProxySQL，可以参考以下链接：

什么是 ProxySQL？

ProxySQL 是一个高性能的开源 SQL 代理。它拥有灵活的架构，可以以多种方式部署，非常适合各种使用场景。例如，ProxySQL 可用于通过缓存频繁访问的数据来提升性能。

ProxySQL 从零开始设计，目标是快速、高效且易于使用。它完全兼容 MySQL，并支持你期望从高质量 SQL 代理获得的所有功能。此外，ProxySQL 还具备许多独特特性，使其成为广泛应用场景的理想选择。

为什么要集成 ProxySQL？

ProxySQL 可以通过减少与 TiDB 交互时的延时来提升应用性能。无论你构建的是基于 Lambda 等无服务器函数的可扩展应用，工作负载不可预测且可能激增，还是需要执行大量数据加载查询的应用，都可以通过 ProxySQL 的强大功能（如连接池和缓存常用查询）获得直接收益。
ProxySQL 可以作为应用安全的额外防护层，利用查询规则（ProxySQL 提供的易于配置的功能）防御 SQL 注入等 SQL 漏洞。
由于 ProxySQL 和 TiDB 都是开源项目，你可以获得零厂商锁定的优势。

部署架构

将 ProxySQL 与 TiDB 部署的最直接方式，是将 ProxySQL 作为应用层与 TiDB 之间的独立中间层。然而，这种方式无法保证扩展性和容错性，并且由于网络跳转会增加额外延时。为避免这些问题，另一种部署架构是将 ProxySQL 作为 sidecar 部署，如下所示：

注意

上述示意图仅供参考。你需要根据实际部署架构进行调整。

开发环境

本节介绍如何在开发环境中将 TiDB 与 ProxySQL 集成。在开始 ProxySQL 集成前，请根据 TiDB 部署方式选择以下任一方案，并确保已满足所有前置条件。

方案 1：集成 TiDB Cloud 与 ProxySQL
方案 2：集成 TiDB Self-Managed 与 ProxySQL

前置条件

根据你选择的方案，可能需要以下软件包：

你可以按照以下安装说明操作：

下载并启动 Docker（Docker Desktop 已包含 Docker Compose）。

运行以下命令安装 Python 和 mysql-client：

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
brew install python mysql-client

curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker
yum install -y git python39 docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin mysql
systemctl start docker

下载并安装 Git。
1. 从 Git Windows Download 页面下载 64-bit Git for Windows Setup 安装包。
2. 按照安装向导安装 Git 包。你可以多次点击 Next 使用默认安装设置。
下载并安装 MySQL Shell。
1. 从 MySQL Community Server Download 页面下载 MySQL Installer 的 ZIP 文件。
2. 解压文件，在 bin 文件夹中找到 mysql.exe。你需要将 bin 文件夹的路径添加到系统变量，并在 Git Bash 中设置到 PATH 变量：
```
echo 'export PATH="(your bin folder)":$PATH' >>~/.bash_profile
source ~/.bash_profile
```
  例如：
```
echo 'export PATH="/c/Program Files (x86)/mysql-8.0.31-winx64/bin":$PATH' >>~/.bash_profile
source ~/.bash_profile
```
下载并安装 Docker。
1. 从 Docker Download 页面下载 Docker Desktop 安装包。
2. 双击安装包运行。安装完成后会提示重启。
从 Python Download 页面下载最新版 Python 3 安装包并运行。

方案 1：集成 TiDB Cloud 与 ProxySQL

在本集成方案中，你将使用 ProxySQL Docker 镜像和 TiDB Cloud Starter 实例。以下步骤会将 ProxySQL 设置在 16033 端口，请确保该端口可用。

步骤 1. 创建 TiDB Cloud Starter 实例

创建一个免费的 TiDB Cloud Starter 实例。记住你为 TiDB Cloud Starter 实例设置的 root 密码。
获取 TiDB Cloud Starter 实例的主机名、端口和用户名，供后续使用。
1. 在 My TiDB 页面，点击目标 TiDB Cloud Starter 实例的名称，进入其概览页。
2. 在概览页中，找到 Connection 面板，然后复制 Endpoint、Port 和 User 字段，其中 Endpoint 即为 TiDB Cloud Starter 实例的主机名。

步骤 2. 生成 ProxySQL 配置文件

克隆 TiDB 与 ProxySQL 的集成示例代码仓库：

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

进入 tidb-cloud-connect 文件夹：

cd tidb-proxysql-integration/example/tidb-cloud-connect

cd tidb-proxysql-integration/example/tidb-cloud-connect

cd tidb-proxysql-integration/example/tidb-cloud-connect

运行 proxysql-config.py 生成 ProxySQL 配置文件：

python3 proxysql-config.py

python3 proxysql-config.py

python proxysql-config.py

按提示输入你的 TiDB Cloud Starter 实例的 endpoint 作为 Serverless Tier Host，然后输入 TiDB Cloud Starter 实例的用户名和密码。

以下为示例输出。你会看到当前 tidb-cloud-connect 文件夹下生成了三个配置文件。

[Begin] generating configuration files..
tidb-cloud-connect.cnf generated successfully.
proxysql-prepare.sql generated successfully.
proxysql-connect.py generated successfully.
[End] all files generated successfully and placed in the current folder.

步骤 3. 配置 ProxySQL

启动 Docker。如果 Docker 已启动可跳过此步骤：
双击已安装的 Docker 图标启动。
```
systemctl start docker
```
双击已安装的 Docker 图标启动。

拉取 ProxySQL 镜像并在后台启动 ProxySQL 容器：

docker compose up -d

docker compose up -d

docker compose up -d

通过以下命令集成 ProxySQL，在 ProxySQL Admin Interface 内执行 proxysql-prepare.sql：

docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"

docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"

docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"

注意

proxysql-prepare.sql 脚本执行以下操作：

使用你的 TiDB Cloud Starter 实例用户名和密码添加用户。
将用户分配给监控账户。
将你的 TiDB Cloud Starter 实例添加到主机列表。
启用 ProxySQL 与 TiDB Cloud Starter 实例之间的安全连接。

建议你查阅 proxysql-prepare.sql 文件以深入了解。更多 ProxySQL 配置内容，参见 ProxySQL documentation。

以下为示例输出。你会看到输出中显示了你的 TiDB Cloud Starter 实例主机名，说明 ProxySQL 与 TiDB Cloud Starter 实例的连通性已建立。

*************************** 1. row ***************************
    hostgroup_id: 0
        hostname: gateway01.us-west-2.prod.aws.tidbcloud.com
            port: 4000
        gtid_port: 0
            status: ONLINE
            weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 1
    max_latency_ms: 0
            comment:

步骤 4. 通过 ProxySQL 连接 TiDB

运行 proxysql-connect.py 连接 TiDB Cloud Starter 实例。该脚本会自动启动 MySQL 客户端，并使用你在步骤 2中指定的用户名和密码进行连接。
```
python3 proxysql-connect.py
```
```
python3 proxysql-connect.py
```
```
python proxysql-connect.py
```
连接到 TiDB Cloud Starter 实例后，可以使用以下 SQL 语句验证连接：
```
SELECT VERSION();
```
如果显示 TiDB 版本，说明你已通过 ProxySQL 成功连接到 TiDB Cloud Starter 实例。随时输入 quit 并按 enter 退出 MySQL 客户端。
注意
调试提示： 如果无法连接 TiDB Cloud Starter 实例，请检查 tidb-cloud-connect.cnf、proxysql-prepare.sql 和 proxysql-connect.py 文件，确保你提供的服务器信息可用且正确。

停止并移除容器，并返回上级目录，运行以下命令：

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

方案 2：集成 TiDB Self-Managed 与 ProxySQL

在本集成方案中，你将使用 TiDB 和 ProxySQL 的 Docker 镜像搭建环境。你也可以根据兴趣尝试其他 TiDB Self-Managed 安装方式。

以下步骤会将 ProxySQL 和 TiDB 分别设置在 6033 和 4000 端口，请确保这些端口可用。

启动 Docker。如果 Docker 已启动可跳过此步骤：
双击已安装的 Docker 图标启动。
```
systemctl start docker
```
双击已安装的 Docker 图标启动。

克隆 TiDB 与 ProxySQL 的集成示例代码仓库：

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

拉取 ProxySQL 和 TiDB 的最新镜像：

cd tidb-proxysql-integration && docker compose pull

cd tidb-proxysql-integration && docker compose pull

cd tidb-proxysql-integration && docker compose pull

启动包含 TiDB 和 ProxySQL 的集成环境（以容器方式运行）：
```
docker compose up -d
```
```
docker compose up -d
```
```
docker compose up -d
```
登录 ProxySQL 6033 端口时，可以使用 root 用户名和空密码。

通过 ProxySQL 连接 TiDB：

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6033

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6033

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6033

连接到 TiDB Self-Managed 集群后，可以使用以下 SQL 语句验证连接：
```
SELECT VERSION();
```
如果显示 TiDB 版本，说明你已通过 ProxySQL 成功连接到 TiDB 容器。

停止并移除容器，并返回上级目录，运行以下命令：

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

生产环境

在生产环境中，建议你直接使用 TiDB Cloud Dedicated，以获得全托管体验。

前置条件

下载并安装 MySQL 客户端。例如 MySQL Shell。

在 CentOS 上集成 TiDB Cloud 与 ProxySQL

ProxySQL 可在多种平台上安装。以下以 CentOS 为例。

完整支持平台及对应版本要求，参见 ProxySQL documentation。

步骤 1. 创建 TiDB Cloud Dedicated 集群

详细步骤参见 Create a TiDB Cloud Dedicated cluster。

步骤 2. 安装 ProxySQL

将 ProxySQL 添加到 YUM 仓库：

cat > /etc/yum.repos.d/proxysql.repo << EOF
[proxysql]
name=ProxySQL YUM repository
baseurl=https://repo.proxysql.com/ProxySQL/proxysql-2.4.x/centos/\$releasever
gpgcheck=1
gpgkey=https://repo.proxysql.com/ProxySQL/proxysql-2.4.x/repo_pub_key
EOF

安装 ProxySQL：
```
yum install -y proxysql
```
启动 ProxySQL：
```
systemctl start proxysql
```

更多 ProxySQL 支持平台及安装方法，参见 ProxySQL README 或 ProxySQL installation documentation。

步骤 3. 配置 ProxySQL

要将 ProxySQL 作为 TiDB 的代理，需要对 ProxySQL 进行配置。你可以选择在 ProxySQL Admin Interface 内执行 SQL 语句（推荐）或使用配置文件。

注意

以下仅列出 ProxySQL 的必要配置项。完整配置项列表参见 ProxySQL documentation。

方案 1：通过 Admin Interface 配置 ProxySQL

通过标准 ProxySQL Admin interface 重新配置 ProxySQL 内部，可通过任意 MySQL 命令行客户端访问（默认端口为 6032）：
```
mysql -u admin -padmin -h 127.0.0.1 -P6032 --prompt 'ProxySQL Admin> '
```
上述操作会进入 ProxySQL 管理提示符。
配置要使用的 TiDB Cloud Dedicated 集群，可以向 ProxySQL 添加一个或多个 TiDB Cloud Dedicated 集群。以下语句以添加一个 TiDB Cloud Dedicated 集群为例。你需要将 <tidb cloud dedicated cluster host> 和 <tidb cloud dedicated cluster port> 替换为你的 TiDB Cloud Dedicated endpoint 和端口（默认端口为 4000）。
```
INSERT INTO mysql_servers(hostgroup_id, hostname, port) 
VALUES 
  (
    0,
    '<tidb cloud dedicated cluster host>', 
    <tidb cloud dedicated cluster port>
  );
LOAD mysql servers TO runtime;
SAVE mysql servers TO DISK;
```
注意
- hostgroup_id：指定主机组 ID。ProxySQL 通过主机组管理集群。若需将 SQL 流量均匀分发到这些集群，可将需要负载均衡的多个集群配置到同一主机组。若需区分集群（如读写分离），可配置不同主机组。
- hostname：TiDB Cloud Dedicated 集群的 endpoint。
- port：TiDB Cloud Dedicated 集群的端口。
配置代理登录用户，确保用户在 TiDB Cloud Dedicated 集群上拥有适当权限。以下语句中，需将 'tidb cloud dedicated cluster username' 和 'tidb cloud dedicated cluster password' 替换为实际的 TiDB Cloud Dedicated 集群用户名和密码。
```
INSERT INTO mysql_users(
  username, password, active, default_hostgroup, 
  transaction_persistent
) 
VALUES 
  (
    '<tidb cloud dedicated cluster username>', 
    '<tidb cloud dedicated cluster password>', 
    1, 0, 1
  );
LOAD mysql users TO runtime;
SAVE mysql users TO DISK;
```
注意
- username：TiDB 用户名。
- password：TiDB 密码。
- active：控制用户是否激活。1 表示激活，可用于登录，0 表示未激活。
- default_hostgroup：用户默认使用的主机组，SQL 流量会分发到该主机组，除非查询规则将流量重定向到特定主机组。
- transaction_persistent：1 表示持久事务。当用户在连接中开启事务时，所有查询语句都会路由到同一主机组，直到事务提交或回滚。

方案 2：通过配置文件配置 ProxySQL

此方案仅作为配置 ProxySQL 的备选方法。更多信息参见 Configuring ProxySQL through the config file。

删除现有 SQLite 数据库（配置会存储于此）：
```
rm /var/lib/proxysql/proxysql.db
```
警告
删除 SQLite 数据库文件后，所有通过 ProxySQL Admin interface 做的配置更改都会丢失。

按需修改 /etc/proxysql.cnf 配置文件。例如：

mysql_servers:
(
    {
        address="<tidb cloud dedicated cluster host>"
        port=<tidb cloud dedicated cluster port>
        hostgroup=0
        max_connections=2000
    }
)

mysql_users:
(
    {
        username = "<tidb cloud dedicated cluster username>"
        password = "<tidb cloud dedicated cluster password>"
        default_hostgroup = 0
        max_connections = 1000
        default_schema = "test"
        active = 1
        transaction_persistent = 1
    }
)

上述示例中：

address 和 port：指定 TiDB Cloud Dedicated 集群的 endpoint 和端口。
username 和 password：指定 TiDB Cloud Dedicated 集群的用户名和密码。

重启 ProxySQL：
```
systemctl restart proxysql
```
重启后，SQLite 数据库会自动创建。

警告

生产环境中请勿使用默认凭据运行 ProxySQL。在启动 proxysql 服务前，可在 /etc/proxysql.cnf 文件中通过修改 admin_credentials 变量更改默认值。

典型场景

本节以查询路由为例，展示集成 ProxySQL 与 TiDB 后可获得的一些优势。

查询规则

数据库可能因高并发、错误代码或恶意垃圾流量而过载。通过 ProxySQL 的查询规则，你可以快速有效地应对这些问题，实现查询的重定向、重写或拒绝。

注意

以下步骤将使用 TiDB 和 ProxySQL 的容器镜像配置查询规则。如果你尚未拉取镜像，可参考集成部分获取详细步骤。

克隆 TiDB 与 ProxySQL 的集成示例代码仓库。如果之前已克隆可跳过此步骤。

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

git clone https://github.com/pingcap-inc/tidb-proxysql-integration.git

进入 ProxySQL 规则示例目录：

cd tidb-proxysql-integration/example/proxy-rule-admin-interface

cd tidb-proxysql-integration/example/proxy-rule-admin-interface

cd tidb-proxysql-integration/example/proxy-rule-admin-interface

运行以下命令，启动两个 TiDB 容器和一个 ProxySQL 容器：
```
docker compose up -d
```
```
docker compose up -d
```
```
docker compose up -d
```
如果一切正常，将启动以下容器：
- 两个 TiDB 集群的 Docker 容器，分别暴露端口 4001、4002
- 一个 ProxySQL Docker 容器，暴露端口 6034

在两个 TiDB 容器中，使用 mysql 创建表并插入不同数据（'tidb-server01-port-4001'、'tidb-server02-port-4002'），以便区分容器。

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4001 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server01-port-4001');
EOF

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4002 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server02-port-4002');
EOF

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4001 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server01-port-4001');
EOF

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4002 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server02-port-4002');
EOF

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4001 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server01-port-4001');
EOF

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 4002 << EOF
DROP TABLE IF EXISTS test.tidb_server;
CREATE TABLE test.tidb_server (server_name VARCHAR(255));
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('tidb-server02-port-4002');
EOF

运行以下命令配置 ProxySQL，在 ProxySQL Admin Interface 内执行 proxysql-prepare.sql，建立 TiDB 容器与 ProxySQL 的代理连接。
```
docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"
```
```
docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"
```
```
docker compose exec proxysql sh -c "mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1 -P6032 < ./proxysql-prepare.sql"
```
注意
proxysql-prepare.sql 执行以下操作：
- 以 hostgroup_id 为 0 和 1 的方式将 TiDB 集群添加到 ProxySQL。
- 添加用户 root（空密码），并设置 default_hostgroup 为 0。
- 添加规则 ^SELECT.*FOR UPDATE$，rule_id 为 1，destination_hostgroup 为 0。若 SQL 语句匹配该规则，请求将被转发到 hostgroup 为 0 的 TiDB 集群。
- 添加规则 ^SELECT，rule_id 为 2，destination_hostgroup 为 1。若 SQL 语句匹配该规则，请求将被转发到 hostgroup 为 1 的 TiDB 集群。
建议你查阅 proxysql-prepare.sql 文件以深入了解。更多 ProxySQL 配置内容，参见 ProxySQL documentation。
以下是 ProxySQL 匹配查询规则的补充说明：
- ProxySQL 按 rule_id 的正序逐条匹配规则。
- ^ 符号匹配 SQL 语句开头，$ 匹配结尾。
更多 ProxySQL 正则表达式与模式匹配内容，参见 ProxySQL 文档中的 mysql-query_processor_regex。
全部参数列表参见 mysql_query_rules。

验证配置并检查查询规则是否生效。

以 root 用户登录 ProxySQL MySQL Interface：

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6034

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6034

mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 6034

执行以下 SQL 语句：

执行 SELECT 语句：
```
SELECT * FROM test.tidb_server;
```
此语句将匹配 rule_id 2，并被转发到 hostgroup 1 的 TiDB 集群。
执行 SELECT ... FOR UPDATE 语句：
```
SELECT * FROM test.tidb_server FOR UPDATE;
```
此语句将匹配 rule_id 1，并被转发到 hostgroup 0 的 TiDB 集群。
开启事务：
```
BEGIN;
INSERT INTO test.tidb_server (server_name) VALUES ('insert this and rollback later');
SELECT * FROM test.tidb_server;
ROLLBACK;
```
在该事务中，BEGIN 语句不会匹配任何规则，使用默认主机组（本例为 hostgroup 0）。由于 ProxySQL 默认启用用户 transaction_persistent，事务内所有语句都在同一主机组执行，因此 INSERT 和 SELECT * FROM test.tidb_server; 也会被转发到 hostgroup 0 的 TiDB 集群。

以下为示例输出。如果你获得类似输出，说明已成功配置 ProxySQL 查询规则。

+-------------------------+
| server_name             |
+-------------------------+
| tidb-server02-port-4002 |
+-------------------------+
+-------------------------+
| server_name             |
+-------------------------+
| tidb-server01-port-4001 |
+-------------------------+
+--------------------------------+
| server_name                    |
+--------------------------------+
| tidb-server01-port-4001        |
| insert this and rollback later |
+--------------------------------+

随时输入 quit 并按 enter 退出 MySQL 客户端。

停止并移除容器，并返回上级目录，运行以下命令：

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

docker compose down
cd -

集成 TiDB 与 ProxySQL

什么是 ProxySQL？

为什么要集成 ProxySQL？

部署架构

开发环境

前置条件

方案 1：集成 TiDB Cloud 与 ProxySQL

步骤 1. 创建 TiDB Cloud Starter 实例

步骤 2. 生成 ProxySQL 配置文件

步骤 3. 配置 ProxySQL

步骤 4. 通过 ProxySQL 连接 TiDB

方案 2：集成 TiDB Self-Managed 与 ProxySQL

生产环境

前置条件

在 CentOS 上集成 TiDB Cloud 与 ProxySQL

步骤 1. 创建 TiDB Cloud Dedicated 集群

步骤 2. 安装 ProxySQL

步骤 3. 配置 ProxySQL

方案 1：通过 Admin Interface 配置 ProxySQL

方案 2：通过配置文件配置 ProxySQL

典型场景

查询规则

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