基于spring的数据库读写分离分析及实例教程
Spring读写分离是大家都比较常见并一直在使用的技术。
技术实现：
1、多数据源配置。配置包括一个主库master_dataSource,一个个从库slave_dataSource。
数据源托管给tomcat控制，系统通过jndi方式寻找。配置内容如下：
<beans profile="production">
<jee:jndi-lookup id="master_dataSource" jndi-name="java:comp/env/jdbc/master"/>
<jee:jndi-lookup id="slave_dataSource" jndi-name="java:comp/env/jdbc/slave"/>
<bean id="dataSource" class="com.mmb.framework.support.DynamicDataSource">
<property name="targetDataSources">
<map key-type="java.lang.String">
<entry key="master" value-ref="master_dataSource"></entry>
<entry key="slave" value-ref="slave_dataSource"></entry>
<entry key="slave2" value-ref="slave2_dataSource"></entry>
</map>
</property>
<property name="defaultTargetDataSource" ref="master_dataSource"></property>
</bean>
</beans>
<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource" ref="dataSource" />
</bean>
<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager" />
2、实现类
从配置文件发现dataSource的实现类为：com.mmb.framework.support.DynamicDataSource，该类继承了spring中类：AbstractRoutingDataSource。并重写了方法：determineCurrentLookupKey。该方法是主从数据源切换的关键，通过该方法判定当前上下文的数据源key，进而跟进key通过Jndi找到对应的数据源。该类具体内容如下：
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
public static String MASTER = "master";
public static String SLAVE = "slave";
private static ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>();
@Override
protected Object determineCurrentLookupKey() {
String dString = local.get() == null ? MASTER : local.get();
setRoute(DynamicDataSource.MASTER);
return dString;
}
public static void setRoute(String route) {
if (route == null || route.equals("")) {
route = MASTER;
}
local.set(route);
}
public static void removeRoute() {
local.remove();
}
public static Object getRoute() {
return local.get();
}
}
通过determineCurrentLookupKey方法可以看见，程序将当前线程key放入到ThreadLocal变量local中。这样就可以很好的解决多线程问题，避免争抢
数据库连接导致数据错误。那么setRoute方法在何时被调用，请读者继续向下看。
3、使用方法
系统采用ibatis作为持久层，并使用AbstractDaoSupport辅助获取数据库连接。AbstractDaoSupport属于org.apache.ibatis.spring.support包，我们在其中getSession和getJdbcTemplate。如下：
public Session getSession(String sessionFactorySign)
{
dynamicSession(sessionFactorySign);
return session;
}
public JdbcTemplate getJdbcTemplate(String sessionFactorySign)
{
dynamicSession(sessionFactorySign);
return JdbcTemplate;
}
private void dynamicSession(String sessionFactorySign)
{
if(null == sessionFactorySign || "".equals(sessionFactorySign))
DynamicDataSource.setRoute(DynamicDataSource.MASTER);
else
DynamicDataSource.setRoute(sessionFactorySign);
}
通过代码可以发现，每次获取JdbcTemplate模板类或者获取session时，都会调用DynamicDataSource.setRoute进行数据源路由的设定。这里也回答了上面提到的问题。
具体使用：this.getJdbcTemplate(DynamicDataSource.MASTER).update();
4、类图和序列图
到此可能大家依然不是太清晰，到底如何做到了读写分离。下面我给出了上面涉及到的类关系和序列图。方便大家更好的理解。图形工具为：Enterprise Architect 11。
类图：
序列图：
1、TestMapper调用AbstractDaoSupport.getJdbcTemplate方法获取JdbcTemplate
2、AbstractDaoSupport调用自身dynamicSession方法，该方法中调用DynamicDataSource.setRoute方法设置数据源路由key。
3、TestMapper获取到jdbcTemplate后，调用JdbcTemplate.update方法
4、JdbcTemplate调用DataSourceUtil获取数据连接
5、DataSourceUtil调用自身doGetConnection，该方法中调用TransactionSynchronizationManager.getResource方法找到数据源
6、如果当前TransactionSynchronizationManager中包含ConnectionHolder并且开启了事务同步，并且ConnectionHolder中有连接，那么转到7.否则转到8.
7、调用ConnectionHolder.getConnection返回连接，转到9。
8、调用AbstractRoutingDataSource.getConnection方法，该方法调用DynamicDataSource.determineCurrentLookupKey()从ThreadLodal变量DynamicDataSource.local中获取
当前数据源路由key，根据key获取当前的数据源，调用具体数据源的getConnection方法，返回当前数据库连接。转到9。
9、JdbcTemplate接受到数据库连接后执行execute方法完成更新操作，结束。
另一篇Spring 实现数据库读写分离实例
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();
}
public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
return determineTargetDataSource().getConnection(username, password);
}
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
protected Object determineCurrentLookupKey() {
// TODO Auto-generated method stub
return DynamicDataSourceHolder.getDataSouce();
}
}
public class DynamicDataSourceHolder {
public static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>();
public static void putDataSource(String name) {
holder.set(name);
}
public static String getDataSouce() {
return 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 {
public void before(JoinPoint point)
{
Object target = point.getTarget();
String method = point.getSignature().getName();
Class<?>[] classz = target.getClass().getInterfaces();
Class<?>[] parameterTypes = ((MethodSignature) point.getSignature())
.getMethod().getParameterTypes();
try {
Method m = classz[0].getMethod(method, parameterTypes);
if (m != null && m.isAnnotationPresent(DataSource.class)) {
DataSource data = m
.getAnnotation(DataSource.class);
DynamicDataSourceHolder.putDataSource(data.value());
System.out.println(data.value());
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
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>
<bean id="slavedataSource"
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/test" />
<property name="username" value="root" />
<property name="password" value="yangyanping0615" />
</bean>
<beans:bean id="dataSource" class="com.air.shop.common.db.DynamicDataSource">
<property name="targetDataSources">
<map key-type="java.lang.String">
<!-- write -->
<entry key="master" value-ref="masterdataSource"/>
<!-- read -->
<entry key="slave" value-ref="slavedataSource"/>
</map>
</property>
<property name="defaultTargetDataSource" ref="masterdataSource"/>
</beans:bean>
<bean id="transactionManager"
class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource" ref="dataSource" />
</bean>
<!-- 配置SqlSessionFactoryBean -->
<bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
<property name="dataSource" ref="dataSource" />
<property name="configLocation" value="classpath:config/mybatis-config.xml" />
</bean>
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("master")
public void update(User user);
@DataSource("master")
public void delete(int id);
@DataSource("slave")
public User loadbyid(int id);
@DataSource("master")
public User loadbyname(String name);
@DataSource("slave")
public List<User> 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。
您可能感兴趣的文章：
Spring 学习笔记--强烈推荐
基于spring的数据库读写分离分析及实例教程
golang微服务框架对比_微服务全流程各组件详细对比分析
找不到 org.junit.jupiter.api.Test报错
快速部署 Spring PetClinic 到函数计算平台
VSCode配置golang开发环境
spring secruity 数据库方式配置用户登录
要成为Java高手需要注意的25个学习目标
PHP 数据库读写分离的经典例子
Django是什么？一文读懂Django框架