一、项目背景
随着“互联网+政务服务”政策的持续发力，越来越多的地方政府开始着手打造“互联网+”环境下的政务服务平台。
近年来，联通数科先后助力数十个政务热线平台上线，以提升政务服务能力，部分项目如下图。
政务热线业务有并发高、数据量大的特点，我们每拨打一次政务热线，即产生一条工单记录。相比以往，疫情期间的热线业务量更是翻了数倍。
在政务热线的工单模块中，为满足大规模、海量数据以及高稳定的业务需求，联通数科采用 ShardingSphere 对工单信息进行分片存储，在政民互动的桥梁中构建坚固的桥墩。
二、业务挑战
政务热线是政府与企业、群众互动的主要渠道，以单一号码面对公众，提供 7*24 服务。除受理工单外，还包括了话务、知识库、语音对答及智能坐席等业务。
在系统规划阶段，数据库层作为业务系统的基石，技术选型过程更为谨慎。系统的稳定是硬性指标，其次是性能，性能直接影响热线业务的服务能力，同时还要具备易于维护和管理的特点，便于系统升级及后台维护。
在数据库架构选型中，政务热线系统对架构要求如下：
- 成熟稳定
- 高性能
- 易维护
- 业务代码低耦合
三、选择 ShardingSphere 的理由
经过技术团队多轮调研测试，包括稳定性、产品功能、接入方式及性能等，最终选择“ShardingSphere + MySQL”分布式数据库解决方案。
- 理念先进
随业务应用场景多元化发展，数据库已呈碎片化趋势，**「Database Plus」**旨在数据库上层建立标准和生态，为数据库提供增量能力，可防止数据库绑定、实现自主可控，突破原有数据库功能局限，提升数据基础设施整体功能上限。
- 成熟稳定/案例多
ShardingSphere 于 2016 年开源，经过多年的研发迭代，产品历经多个头部互联网大型场景打磨，成熟稳定、值得信赖。
- 功能全面
ShardingSphere 除了具备 Sharding 能力外，数据加解密和影子库的功能也是作为联通技术团队评估的指标，通过一套技术栈既可解决安全和压测的场景需求。ShardingSphere 为政务热线系统建设及架构扩展，提供了更多的能力支持。
- 高兼容/接入方便
ShardingSphere 与 MySQL 协议兼容，语法支持度也非常高，在开发过程中几乎不用考虑 SQL 的支持问题，接入非常方便。
- 高性能
政务热线忙时有数千坐席在线，工单记录以千万记录为起始单位，对性能有明确的要求。ShardingSphere-JDBC 定位为轻量级的 Java 框架，压测结果数据理想，可满足政务系统服务能力要求。
- 易运维
在 JDBC 良好的性能基础之上，ShardingSphere 还提供了对运维人员友好的 Proxy，使用常用的客户端即可直接访问，上手维护较容易。
除了以上五个维度的权衡，选型中也参考了其他数据库中间件产品，以下表格是 ShardingSphere 和 Mycat 的比对。
| Apache ShardingSphere | Mycat | |
|---|---|---|
| 开源协议 | Apache-2.0 | GPL-2.0/GPL-3.0 |
| 接入端 | 客户端/代理端 | 代理端 |
| 数据库支持 | 客户端：任意代理端：MySQL/PG/openGauss | MySQL、Oracle、DB2、SQL Server、PostgreSQL 等 |
| 性能 | 客户端：损耗低代理端：损耗高 | 损耗高 |
| 读写分离 | 有 | 有 |
| 数据加密 | 有 | 无 |
| 全链路压测 | 有 | 无 |
| 社区成熟度 | Apache 软件基金会信通院可信认证社区活跃度高 | 个人/三方社区社区活跃度一般 |
| 商业公司支持 | 有 | 无 |
四、解决方案
由于“ShardingSphere+MySQL ”具备稳定、易用及性能极致等特点，该方案在联通数科的多个政务热线项目中复制使用。
- 部署方式
ShardingSphere-JDBC 和 ShardingSphere-Proxy 混合使用的方式，兼顾了系统性能和可维护性。
- 分片键/分片算法
政务热线的工单表相对较大，且使用逻辑简单，因此在分片设计上，选取工单 ID 作为分片键，通过哈希算法分布数据。
- 迁移
新建项目不涉及历史数据，因此无需考虑数据迁移环节，上线即直接使用。
- 实施过程
回忆数个已上线的项目，由于技术方案评估较全面，且多次复制方案，实施过程并没有遇到“坑”。
- 系统架构
政务热线业务模块采用了微服务架构，节点在十几到几十不等，以具体省市规模决定。在数据库层，使用物理机部署 3 节点 MHA，每个政务热线系统一般需要 4 套 MHA 来支撑业务。
五、用户收益
- 业务角度
- 支持客户端模式，最大化保证了政务热线对性能的要求；
- 系统稳定，为业务连续性带来有力的支撑。
- 研发角度
- 兼容良好，兼容主流数据库 SQL 语法，对接即可使用；
- 功能全面，读写分离、数据加密及全链路压测方案，系统扩展性强。
- 运维角度
- 支持代理端模式，为运维人员提供了良好的维护入口。
- 技术选型角度
- 防止数据库绑定，为未来升级提供了足够的灵活度支撑。
六、总结
通过联通数科政务热线的多个案例，验证了 ShardingSphere 在政务场景的能力，也进一步说明了 ShardingSphere 无行业限制的特点。 目前我国数字政府建设已进入全面提速阶段，联通数科和 ShardingSphere 通力合作，希望助力更多政务热线项目落地，打造更多高效、便捷和安全的政务热线。
