Apache ShardingSphere 是一款开源的分布式数据库中间件解决方案，旨在为关系型数据库提供水平扩展、数据分片、读写分离、分布式事务等能力。其 4.x 版本在架构和功能上进行了显著优化，成为企业级数据处理的核心工具。以下将详细介绍 ShardingSphere 4.x 的主要特性，包括分库分表、读写分离、ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy 的使用，以及事务处理，特别是 XA 事务代理。
1. 分库分表能力
ShardingSphere 4.x 提供了强大的数据分片功能，支持水平分库和分表，以解决单机数据库性能瓶颈问题。用户可以通过简单的配置，将数据按照特定策略（如取模、范围、哈希）分布到多个数据库或表中，实现负载均衡。例如，在电商场景中，订单表可以按用户 ID 分片存储到不同数据库，提升查询效率并降低单点压力。ShardingSphere 自动处理 SQL 路由、结果归并和分布式主键生成，开发者无需修改业务代码即可享受分片优势。
2. 读写分离
在高并发场景下，ShardingSphere 4.x 支持读写分离，通过主从复制架构将写操作定向到主数据库，读操作分发到多个从数据库，从而分担主库压力并提高系统吞吐量。配置灵活，可根据权重或负载策略动态分配读请求，同时提供强一致性和最终一致性选项，满足不同业务需求。
3. ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy
ShardingSphere 提供两种部署模式：
- ShardingSphere-JDBC：作为轻量级 Java 框架，直接嵌入应用，以 JDBC 驱动形式提供分片和读写分离功能。它适用于 Java 应用，性能高、延迟低，但需要应用端集成。开发者只需添加依赖并配置数据源规则，即可实现透明数据访问。
- ShardingSphere-Proxy：作为独立代理服务，支持多语言客户端，通过 MySQL/PostgreSQL 等协议与数据库交互。它提供更友好的管理界面，适合异构系统或非 Java 环境，但可能引入额外网络开销。在 4.x 版本中，两者均可混合使用，实现灵活架构。
4. ShardingSphere 事务与 XA 事务代理
分布式事务是 ShardingSphere 4.x 的核心特性，确保跨分片操作的原子性和一致性。它支持本地事务、两阶段提交（2PC）和 XA 协议：
- 本地事务：适用于单分片操作，性能最佳但不保证跨分片一致性。
- XA 事务代理：ShardingSphere 集成了 XA 事务管理器，基于 Java Transaction API (JTA) 实现，支持标准 XA 协议（如 Atomikos 和 Narayana）。在分库分表场景中，XA 事务代理能确保多个数据库节点的事务要么全部提交，要么全部回滚，提供强一致性。例如，在金融交易中，通过 XA 事务可以安全处理跨分片的资金转移。ShardingSphere 还优化了 XA 性能，减少锁竞争和网络延迟问题。
Apache ShardingSphere 4.x 通过分库分表、读写分离和强大事务支持，为大规模数据应用提供了可靠解决方案。无论是选择 ShardingSphere-JDBC 还是 ShardingSphere-Proxy，开发者都能轻松构建高可用、可扩展的分布式数据库系统，而 XA 事务代理则确保了数据一致性，适用于苛刻的企业环境。
