Spring 实现数据库读写分离(转)

2022-10-01 14:21:00

现在大型的电子商务系统，在数据库层面大都采用读写分离技术，就是一个Master数据库，多个Slave数据库。Master库负责数据更新和实时数据查询，Slave库当然负责非实时数据查询。因为在实际的应用中，数据库都是读多写少（读取数据的频率高，更新数据的频率相对较少），而读取数据通常耗时比较长，占用数据库服务器的CPU较多，从而影响用户体验。我们通常的做法就是把查询从主库中抽取出来，采用多个从库，使用负载均衡，减轻每个从库的查询压力。

　　采用读写分离技术的目标：有效减轻Master库的压力，又可以把用户查询数据的请求分发到不同的Slave库，从而保证系统的健壮性。我们看下采用读写分离的背景。

　　随着网站的业务不断扩展，数据不断增加，用户越来越多，数据库的压力也就越来越大，采用传统的方式，比如：数据库或者SQL的优化基本已达不到要求，这个时候可以采用读写分离的策略来改变现状。

　　具体到开发中，如何方便的实现读写分离呢?目前常用的有两种方式：

　　1 第一种方式是我们最常用的方式，就是定义2个数据库连接，一个是MasterDataSource,另一个是SlaveDataSource。更新数据时我们读取MasterDataSource，查询数据时我们读取SlaveDataSource。这种方式很简单，我就不赘述了。

　　2 第二种方式动态数据源切换，就是在程序运行时，把数据源动态织入到程序中，从而选择读取主库还是从库。主要使用的技术是：annotation，Spring AOP ，反射。下面会详细的介绍实现方式。

　　　在介绍实现方式之前，我们先准备一些必要的知识，spring 的AbstractRoutingDataSource 类

　　 AbstractRoutingDataSource这个类是spring2.0以后增加的，我们先来看下AbstractRoutingDataSource的定义：

　　　　public abstract class AbstractRoutingDataSource extends AbstractDataSource implements InitializingBean {}

　　 AbstractRoutingDataSource继承了AbstractDataSource ，而AbstractDataSource 又是DataSource 的子类。DataSource 是javax.sql 的数据源接口，定义如下：

public interface DataSource  extends CommonDataSource,Wrapper {

/**

<p>Attempts to establish a connection with the data source that
this <code>DataSource</code> object represents.
@return a connection to the data source
@exception SQLException if a database access error occurs

*/

Connection getConnection() throws SQLException;

/**

<p>Attempts to establish a connection with the data source that
this <code>DataSource</code> object represents.
@param username the database user on whose behalf the connection is
being made
@param password the user's password
@return a connection to the data source
@exception SQLException if a database access error occurs
@since 1.4

*/

Connection getConnection(String username, String password)

throws SQLException;

}

　　DataSource 接口定义了2个方法，都是获取数据库连接。我们在看下AbstractRoutingDataSource 如何实现了DataSource接口：

public Connection getConnection() throws SQLException {

        return determineTargetDataSource().getConnection();

    }
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> Connection getConnection(String username, String password) <span style="color: #0000ff;">throws</span><span style="color: #000000;"> SQLException {

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> determineTargetDataSource().getConnection(username, password);

}</span></pre>

　　很显然就是调用自己的determineTargetDataSource() 方法获取到connection。determineTargetDataSource方法定义如下：

protected DataSource determineTargetDataSource() {

        Assert.notNull(this.resolvedDataSources, "DataSource router not initialized");

        Object lookupKey = determineCurrentLookupKey();

        DataSource dataSource = this.resolvedDataSources.get(lookupKey);

        if (dataSource == null && (this.lenientFallback || lookupKey == null)) {

            dataSource = this.resolvedDefaultDataSource;

        }

        if (dataSource == null) {

            throw new IllegalStateException("Cannot determine target DataSource for lookup key [" + lookupKey + "]");

        }

        return dataSource;

    }

　我们最关心的还是下面2句话：

　　 Object lookupKey = determineCurrentLookupKey();
DataSource dataSource = this.resolvedDataSources.get(lookupKey);

determineCurrentLookupKey方法返回lookupKey,resolvedDataSources方法就是根据lookupKey从Map中获得数据源。resolvedDataSources 和determineCurrentLookupKey定义如下：

　　private Map<Object, DataSource> resolvedDataSources;

　　protected abstract Object determineCurrentLookupKey()

　　看到以上定义，我们是不是有点思路了，resolvedDataSources是Map类型，我们可以把MasterDataSource和SlaveDataSource存到Map中，如下：

　　　　key　　　　　　　　value

　　　　master　　 MasterDataSource

　　　　slave SlaveDataSource

　　我们在写一个类DynamicDataSource 继承AbstractRoutingDataSource，实现其determineCurrentLookupKey() 方法，该方法返回Map的key，master或slave。

　　好了，说了这么多，有点烦了，下面我们看下怎么实现。

　　上面已经提到了我们要使用的技术，我们先看下annotation的定义：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Target(ElementType.METHOD)

public @interface DataSource {

    String value();

}

我们还需要实现spring的抽象类AbstractRoutingDataSource，就是实现determineCurrentLookupKey方法：

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
@Override

</span><span style="color: #0000ff;">protected</span><span style="color: #000000;"> Object determineCurrentLookupKey() {

    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> TODO Auto-generated method stub</span>

    <span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> DynamicDataSourceHolder.getDataSouce();

}

}
public class DynamicDataSourceHolder {


public static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>();
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">static</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> putDataSource(String name) {

    holder.set(name);

}

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">static</span><span style="color: #000000;"> String getDataSouce() {

    </span><span style="color: #0000ff;">return</span><span style="color: #000000;"> holder.get();

}

}

从DynamicDataSource 的定义看出，他返回的是DynamicDataSourceHolder.getDataSouce()值，我们需要在程序运行时调用DynamicDataSourceHolder.putDataSource()方法，对其赋值。下面是我们实现的核心部分，也就是AOP部分，DataSourceAspect定义如下:

public class DataSourceAspect {
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> before(JoinPoint point)

{

    Object target </span>=<span style="color: #000000;"> point.getTarget();

    String method </span>=<span style="color: #000000;"> point.getSignature().getName();

    Class</span>&lt;?&gt;[] classz =<span style="color: #000000;"> target.getClass().getInterfaces();

    Class</span>&lt;?&gt;[] parameterTypes =<span style="color: #000000;"> ((MethodSignature) point.getSignature())

            .getMethod().getParameterTypes();

    </span><span style="color: #0000ff;">try</span><span style="color: #000000;"> {

        Method m </span>= classz[0<span style="color: #000000;">].getMethod(method, parameterTypes);

        </span><span style="color: #0000ff;">if</span> (m != <span style="color: #0000ff;">null</span> &amp;&amp; m.isAnnotationPresent(DataSource.<span style="color: #0000ff;">class</span><span style="color: #000000;">)) {

            DataSource data </span>=<span style="color: #000000;"> m

                    .getAnnotation(DataSource.</span><span style="color: #0000ff;">class</span><span style="color: #000000;">);

            DynamicDataSourceHolder.putDataSource(data.value());

            System.out.println(data.value());

        }

    } </span><span style="color: #0000ff;">catch</span><span style="color: #000000;"> (Exception e) {

        </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> TODO: handle exception</span>

}


}


}

为了方便测试，我定义了2个数据库，shop模拟Master库，test模拟Slave库，shop和test的表结构一致，但数据不同，数据库配置如下：

<bean id="masterdataSource"

        class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource">

        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" />

        <property name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/shop" />

        <property name="username" value="root" />

        <property name="password" value="yangyanping0615" />

    </bean>
&lt;bean id="slavedataSource"

    <span style="color: #0000ff;">class</span>="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"&gt;

    &lt;property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" /&gt;

    &lt;property name="url" value="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test" /&gt;

    &lt;property name="username" value="root" /&gt;

    &lt;property name="password" value="yangyanping0615" /&gt;

&lt;/bean&gt;

    &lt;beans:bean id="dataSource" <span style="color: #0000ff;">class</span>="com.air.shop.common.db.DynamicDataSource"&gt;

    &lt;property name="targetDataSources"&gt;

          &lt;map key-type="java.lang.String"&gt;

              &lt;!-- write --&gt;

             &lt;entry key="master" value-ref="masterdataSource"/&gt;

             &lt;!-- read --&gt;

             &lt;entry key="slave" value-ref="slavedataSource"/&gt;

          &lt;/map&gt;  

    &lt;/property&gt;

    &lt;property name="defaultTargetDataSource" ref="masterdataSource"/&gt;

&lt;/beans:bean&gt;

&lt;bean id="transactionManager"

    <span style="color: #0000ff;">class</span>="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"&gt;

    &lt;property name="dataSource" ref="dataSource" /&gt;

&lt;/bean&gt;

&lt;!-- 配置SqlSessionFactoryBean --&gt;

&lt;bean id="sqlSessionFactory" <span style="color: #0000ff;">class</span>="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean"&gt;

    &lt;property name="dataSource" ref="dataSource" /&gt;

    &lt;property name="configLocation" value="classpath:config/mybatis-config.xml" /&gt;

&lt;/bean&gt;</pre>

　　在spring的配置中增加aop配置

<!-- 配置数据库注解aop -->

    <aop:aspectj-autoproxy></aop:aspectj-autoproxy>

    <beans:bean id="manyDataSourceAspect" class="com.air.shop.proxy.DataSourceAspect" />

    <aop:config>

        <aop:aspect id="c" ref="manyDataSourceAspect">

            <aop:pointcut id="tx" expression="execution(* com.air.shop.mapper.*.*(..))"/>

            <aop:before pointcut-ref="tx" method="before"/>

        </aop:aspect>

    </aop:config>

    <!-- 配置数据库注解aop -->

　　下面是MyBatis的UserMapper的定义，为了方便测试，登录读取的是Master库，用户列表读取Slave库：

public interface UserMapper {

    @DataSource("master")

    public void add(User user);
@DataSource(</span>"master"<span style="color: #000000;">)

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> update(User user);

@DataSource(</span>"master"<span style="color: #000000;">)

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span> delete(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> id);

@DataSource(</span>"slave"<span style="color: #000000;">)

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> User loadbyid(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> id);

@DataSource(</span>"master"<span style="color: #000000;">)

</span><span style="color: #0000ff;">public</span><span style="color: #000000;"> User loadbyname(String name);

@DataSource(</span>"slave"<span style="color: #000000;">)

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> List&lt;User&gt;<span style="color: #000000;"> list();

}

　　好了，运行我们的Eclipse看看效果，输入用户名admin 登录看看效果

从图中可以看出，登录的用户和用户列表的数据是不同的，也验证了我们的实现，登录读取Master库，用户列表读取Slave库。

码农公寓

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