Apache ShardingSphere 实战：自定义 SQL 拦截插件开发指南

1 前言

在大数据时代，数据库代理和 SQL 网关成为企业级应用架构中不可或缺的组件。Apache ShardingSphere 作为一款强大的分布式数据库中间件，提供了丰富的扩展能力。本文将重点介绍如何在 ShardingSphere-Proxy 中开发自定义 SQL 拦截插件，实现对 SQL 语句的精细化控制和审计。

2 ShardingSphere-Proxy 简介

Apache ShardingSphere 是一款开源的分布式数据库生态系统，它通过可插拔架构将任意数据库转换为分布式数据库系统。ShardingSphere-Proxy 作为其核心组件之一，定位为透明化的数据库代理，支持 MySQL、PostgreSQL 等主流数据库协议。

2.1 核心特性：

• 透明代理：对应用完全透明，无需修改业务代码
• 多数据库支持：同时代理多种类型、多个版本的数据库实例
• 可扩展架构：支持自定义插件开发，满足特定业务需求
• SQL 审计：提供完善的 SQL 拦截和审计机制

3 为什么需要自定义 SQL 拦截插件？

在实际生产环境中，我们经常遇到以下场景需求：

3.1 安全审计需求

• 防止 SQL 注入攻击
• 监控敏感数据访问
• 记录 SQL 操作日志

3.2 业务逻辑控制

• 基于业务规则限制某些 SQL 操作
• 实现数据访问权限的动态控制
• 防止误操作导致的数据风险

3.3 性能优化

• 拦截低效 SQL 语句
• 限制大数据量的查询操作
• 防止数据库过载

4 自定义插件开发详解

4.1 插件架构设计

ShardingSphere 提供了完善的 SPI（Service Provider Interface）扩展机制，我们可以通过实现 SQLAuditor 接口来创建自定义的 SQL 审计器。

public class CustomSqlAuditor implements SQLAuditor {@Overridepublic void audit(SQLAuditContext context) {// 自定义审计逻辑String sql = context.getSql();// 执行审计判断boolean allowed = validateSql(sql);if (!allowed) {throw new SQLAuditException("SQL validation failed");}}private boolean validateSql(String sql) {// 调用外部 API 或执行本地验证逻辑return true;}
}

4.2 HTTP API 集成模式

为了实现灵活的业务规则管理，我们通常采用 HTTP API 的方式进行 SQL 验证：

public class HttpApiSqlAuditor implements SQLAuditor {private final String apiUrl;private final int timeoutMs;public HttpApiSqlAuditor(Properties props) {this.apiUrl = props.getProperty("api-url");this.timeoutMs = Integer.parseInt(props.getProperty("timeout", "5000"));}@Overridepublic void audit(SQLAuditContext context) {String validationResult = callValidationApi(context.getSql());if (!"true".equals(validationResult)) {throw new SQLAuditException("SQL validation failed: " + validationResult);}}private String callValidationApi(String sql) {// 构建 HTTP 请求，调用验证 API// 返回 "true" 或 "false"}
}

4.3 配置化管理

通过 YAML 配置文件动态配置审计规则：

databaseName: test_dbdataSources:ds0:url: jdbc:mysql://127.0.0.1/testusername: rootpassword: your_passwordconnectionTimeoutMilliseconds: 30000idleTimeoutMilliseconds: 60000maxLifetimeMilliseconds: 1800000maxPoolSize: 50minPoolSize: 1rules:
- !SINGLEtables:- ds0.*
- !SHARDINGauditors:http_api_auditor:type: HTTP_API_SQL_AUDITORprops:api-url: http://localhost:8080/sql/filtertimeout: 5000enable-logging: truetables:users:  # 需要拦截的表名，根据您的实际表名修改actualDataNodes: ds0.tablenameauditStrategy:auditorNames:- http_api_auditorallowHintDisable: true# 可以添加更多需要拦截的表# connection_logs:#   actualDataNodes: ds0.tablename2#   auditStrategy:#     auditorNames:#       - http_api_auditor#     allowHintDisable: true

5 开发实践要点

5.1 性能考虑

• 连接池管理：合理使用 HTTP 连接池，避免频繁创建连接
• 超时设置：设置合理的超时时间，防止阻塞数据库操作
• 异步处理：考虑使用异步方式处理审计请求

5.2 错误处理

• 重试机制：为网络请求添加适当的重试逻辑
• 降级策略：在审计服务不可用时提供降级方案
• 日志记录：详细记录审计过程和结果，便于排查问题

5.3 安全性

• 传输安全：使用 HTTPS 协议保护数据传输
• 身份认证：为 API 调用添加合适的认证机制
• 参数验证：严格验证输入参数，防止注入攻击

5.4 部署与测试

5.4.1 插件部署流程

1. 编译插件项目：mvn clean package
2. 将生成的 JAR 文件放入 ShardingSphere-Proxy 的 lib 目录
3. 修改配置文件，启用自定义审计器
4. 重启 ShardingSphere-Proxy 服务

5.4.2 测试验证

使用数据库客户端连接代理，执行测试 SQL 语句验证拦截效果：

-- 应该被拦截的 SQL
SELECT * FROM sensitive_table WHERE condition;-- 应该被允许的 SQL
SELECT id, name FROM non_sensitive_table LIMIT 10;

6 最佳实践

6.1 开发建议

• 模块化设计：将业务逻辑与审计逻辑分离
• 配置化驱动：通过配置文件管理审计规则
• 版本兼容：注意 ShardingSphere 版本兼容性

6.2 运维建议

• 监控告警：监控审计服务的性能和可用性
• 容量规划：根据业务量合理规划审计服务的资源
• 定期评审：定期评审审计规则的有效性

7 结语

通过开发自定义 SQL 拦截插件，我们可以在 ShardingSphere-Proxy 中实现精细化的 SQL 访问控制。这种方案既保持了数据库代理的透明性，又提供了强大的可扩展性，能够满足各种复杂的业务安全需求。

在实际应用中，建议根据具体业务场景选择合适的审计策略，并在性能和安全之间找到平衡点。希望本文能为您的 ShardingSphere 实践提供有价值的参考。

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版权声明：本文仅用于技术交流和学习，文中涉及的配置信息已做脱敏处理。实际生产环境请根据具体需求进行适当调整。

8 参考资料

1. shardingsphere-proxy安装包和配置文件以及JDBC连接_ShardingSphere-Proxyseata资源-CSDN下载
2. shardingsphere分库分表中文帮助文档_shardingsphere达梦资源-CSDN下载
3. ShardingSphere-Proxy 进行分表 - CSDN文库
4. ShardingSphere-Proxy按月分表_sharding proxy 按月生成表-CSDN博客
5. 十五张图带你快速入门 shardingsphere-proxy_shardingsphere-proxy 5.5单机部署-CSDN博客
6. 分库分表中间件shardingsphere-proxy实战_shardingproxy水平分片实战-CSDN博客
7. ShardingSphere-Proxy数据隔离方案：不同用户操作不同的数据库_给出一个使用 shardingsphere-proxy 进行跨库 join 操作的完整示例-CSDN博客
8. shardingsphere-proxy 实现mysql单库分表_sharding 单库配置-CSDN博客