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来源:cnblogs.com/wyq178/p/13352707.html

前言

首先思考一个问题:在高并发的场景中,关于数据库都有哪些优化的手段?常用的有以下的实现方法:读写分离、加缓存、主从架构集群、分库分表等,在互联网应用中,大部分都是读多写少 的场景,设置两个库,主库和读库。
主库的职能是负责写,从库主要是负责读,可以建立读库集群,通过读写职能在数据源上的隔离达到减少读写冲突、释压数据库负载 、保护数据库的目的。在实际的使用中,凡是涉及到写的部分直接切换到主库,读的部分直接切换到读库,这就是典型的读写分离技术。本篇博文将聚焦读写分离,探讨如何实现它。
主从同步的局限性 :这里分为主数据库和从数据库,主数据库和从数据库保持数据库结构的一致,主库负责写,当写入数据的时候,会自动同步数据到从数据库;从数据库负责读,当读请求来的时候,直接从读库读取数据,主数据库会自动进行数据复制到从数据库中。不过本篇博客不介绍这部分配置的知识,因为它更偏运维工作一点。
这里涉及到一个问题:主从复制的延迟问题,当写入到主数据库的过程中,突然来了一个读请求,而此时数据还没有完全同步,就会出现读请求的数据读不到或者读出的数据比原始值少的情况。具体的解决方法最简单的就是将读请求暂时指向主库,但是同时也失去了主从分离的部分意义。也就是说在严格意义上的数据一致性场景中,读写分离并非是完全适合的,注意更新的时效性是读写分离使用的缺点。
好了,这部分只是了解,接下来我们看下具体如何通过 java 代码来实现读写分离:
该项目需要引入如下依赖:springBoot、spring-aop、spring-jdbc、aspectjweaver 等

一: 主从数据源的配置

我们需要配置主从数据库,主从数据库的配置一般都是写在配置文件里面。通过@ConfigurationProperties 注解,可以将配置文件(一般命名为:application.Properties)里的属性映射到具体的类属性上,从而读取到写入的值注入到具体的代码配置中,按照习惯大于约定的原则,主库我们都是注为 master,从库注为 slave。
本项目采用了阿里的 druid 数据库连接池,使用 build 建造者模式创建 DataSource 对象,DataSource 就是代码层面抽象出来的数据源,接着需要配置 sessionFactory、sqlTemplate、事务管理器等
/**

 * 主从配置

 *

 * 
@author
 wyq

 */

@Configuration
@MapperScan
(basePackages = 
"com.wyq.mysqlreadwriteseparate.mapper"
, sqlSessionTemplateRef = 
"sqlTemplate"
)

publicclassDataSourceConfig
{


/**

     * 主库

     */

@Bean
@ConfigurationProperties
(prefix = 
"spring.datasource.master"
)

public DataSource master()
{

return
 DruidDataSourceBuilder.create().build();

    }


/**

     * 从库

     */

@Bean
@ConfigurationProperties
(prefix = 
"spring.datasource.slave"
)

public DataSource slaver()
{

return
 DruidDataSourceBuilder.create().build();

    }



/**

     * 实例化数据源路由

     */

@Bean
public
 DataSourceRouter 
dynamicDB(@Qualifier("master")
 DataSource masterDataSource,

                                      @
Autowired(required = false)
 @
Qualifier("slaver")
 DataSource slaveDataSource) 
{

        DataSourceRouter dynamicDataSource = 
new
 DataSourceRouter();

        Map
 targetDataSources = 
new
 HashMap<>();

        targetDataSources.put(DataSourceEnum.MASTER.getDataSourceName(), masterDataSource);

if
 (slaveDataSource != 
null
) {

            targetDataSources.put(DataSourceEnum.SLAVE.getDataSourceName(), slaveDataSource);

        }

        dynamicDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);

        dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);

return
 dynamicDataSource;

    }



/**

     * 配置sessionFactory

     * 
@param
 dynamicDataSource

     * 
@return
     * 
@throws
 Exception

     */

@Bean
public SqlSessionFactory sessionFactory(@Qualifier("dynamicDB") DataSource dynamicDataSource) throws Exception 
{

        SqlSessionFactoryBean bean = 
new
 SqlSessionFactoryBean();

        bean.setMapperLocations(

new
 PathMatchingResourcePatternResolver().getResources(
"classpath*:mapper/*Mapper.xml"
));

        bean.setDataSource(dynamicDataSource);

return
 bean.getObject();

    }



/**

     * 创建sqlTemplate

     * 
@param
 sqlSessionFactory

     * 
@return
     */

@Bean
public SqlSessionTemplate sqlTemplate(@Qualifier("sessionFactory") SqlSessionFactory sqlSessionFactory) 
{

returnnew
 SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);

    }



/**

     * 事务配置

     *

     * 
@param
 dynamicDataSource

     * 
@return
     */

@Bean
(name = 
"dataSourceTx"
)

public DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager(@Qualifier("dynamicDB") DataSource dynamicDataSource) 
{

        DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = 
new
 DataSourceTransactionManager();

        dataSourceTransactionManager.setDataSource(dynamicDataSource);

return
 dataSourceTransactionManager;

    }

}

二: 数据源路由的配置

路由在主从分离是非常重要的,基本是读写切换的核心。Spring 提供了 AbstractRoutingDataSource 根据用户定义的规则选择当前的数据源,作用就是在执行查询之前,设置使用的数据源,实现动态路由的数据源,在每次数据库查询操作前执行它的抽象方法 determineCurrentLookupKey() 决定使用哪个数据源。
为了能有一个全局的数据源管理器,此时我们需要引入 DataSourceContextHolder 这个数据库上下文管理器,可以理解为全局的变量,随时可取(见下面详细介绍),它的主要作用就是保存当前的数据源;
publicclassDataSourceRouterextendsAbstractRoutingDataSource
{


/**

     * 最终的determineCurrentLookupKey返回的是从DataSourceContextHolder中拿到的,因此在动态切换数据源的时候注解

     * 应该给DataSourceContextHolder设值

     *

     * 
@return
     */

@Override
protected Object determineCurrentLookupKey()
{

return
 DataSourceContextHolder.get();


    }

}

三:数据源上下文环境

数据源上下文保存器,便于程序中可以随时取到当前的数据源,它主要利用 ThreadLocal 封装,因为 ThreadLocal 是线程隔离的,天然具有线程安全的优势。这里暴露了 set 和 get、clear 方法,set 方法用于赋值当前的数据源名,get 方法用于获取当前的数据源名称,clear 方法用于清除 ThreadLocal 中的内容,因为 ThreadLocal 的 key 是 weakReference 是有内存泄漏风险的,通过 remove 方法防止内存泄漏;
/**

 * 利用ThreadLocal封装的保存数据源上线的上下文context

 */

publicclassDataSourceContextHolder
{


privatestaticfinal
 ThreadLocal
 context = 
new
 ThreadLocal<>();


/**

     * 赋值

     *

     * 
@param
 datasourceType

     */

publicstaticvoidset(String datasourceType)
{

        context.set(datasourceType);

    }


/**

     * 获取值

     * 
@return
     */

publicstatic String get()
{

return
 context.get();

    }


publicstaticvoidclear()
{

        context.remove();

    }

}

四:切换注解和 Aop 配置

首先我们来定义一个@DataSourceSwitcher 注解,拥有两个属性 ① 当前的数据源 ② 是否清除当前的数据源,并且只能放在方法上,(不可以放在类上,也没必要放在类上,因为我们在进行数据源切换的时候肯定是方法操作),该注解的主要作用就是进行数据源的切换,在 dao 层进行操作数据库的时候,可以在方法上注明表示的是当前使用哪个数据源;
@DataSourceSwitcher 注解的定义:
@Retention
(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Target
(ElementType.METHOD)

@Documented
public@interface
 DataSourceSwitcher {

/**

     * 默认数据源

     * 
@return
     */

DataSourceEnum value()default DataSourceEnum.MASTER
;

/**

     * 清除

     * 
@return
     */

booleanclear()defaulttrue
;


}

DataSourceAop 配置
为了赋予@DataSourceSwitcher 注解能够切换数据源的能力,我们需要使用 AOP,然后使用@Aroud 注解找到方法上有@DataSourceSwitcher.class 的方法,然后取注解上配置的数据源的值,设置到 DataSourceContextHolder 中,就实现了将当前方法上配置的数据源注入到全局作用域当中;
@Slf
4j

@Aspect
@Order
(value = 
1
)

@Component
publicclassDataSourceContextAop
{


@Around
(
"@annotation(com.wyq.mysqlreadwriteseparate.annotation.DataSourceSwitcher)"
)

public Object setDynamicDataSource(ProceedingJoinPoint pjp)throws Throwable 
{

boolean
 clear = 
false
;

try
 {

            Method method = 
this
.getMethod(pjp);

            DataSourceSwitcher dataSourceSwitcher = method.getAnnotation(DataSourceSwitcher
.class)
;

            clear = dataSourceSwitcher.clear();

            DataSourceContextHolder.set(dataSourceSwitcher.value().getDataSourceName());

            log.info(
"数据源切换至:{}"
, dataSourceSwitcher.value().getDataSourceName());

return
 pjp.proceed();

        } 
finally
 {

if
 (clear) {

                DataSourceContextHolder.clear();

            }


        }

    }


private Method getMethod(JoinPoint pjp)
{

        MethodSignature signature = (MethodSignature) pjp.getSignature();

return
 signature.getMethod();

    }


}

五:用法以及测试

在配置好了读写分离之后,就可以在代码中使用了,一般而言我们使用在 service 层或者 dao 层,在需要查询的方法上添加@DataSourceSwitcher(DataSourceEnum.SLAVE),它表示该方法下所有的操作都走的是读库;在需要 update 或者 insert 的时候使用@DataSourceSwitcher(DataSourceEnum.MASTER)表示接下来将会走写库。
其实还有一种更为自动的写法,可以根据方法的前缀来配置 AOP 自动切换数据源,比如 update、insert、fresh 等前缀的方法名一律自动设置为写库,select、get、query 等前缀的方法名一律配置为读库,这是一种更为自动的配置写法。缺点就是方法名需要按照 aop 配置的严格来定义,否则就会失效
@Service
publicclassOrderService
{


@Resource
private
 OrderMapper orderMapper;



/**

     * 读操作

     *

     * 
@param
 orderId

     * 
@return
     */

@DataSourceSwitcher
(DataSourceEnum.SLAVE)

public ListgetOrder(String orderId)
{

return
 orderMapper.listOrders(orderId);


    }


/**

     * 写操作

     *

     * 
@param
 orderId

     * 
@return
     */

@DataSourceSwitcher
(DataSourceEnum.MASTER)

public ListinsertOrder(Long orderId)
{

        Order order = 
new
 Order();

        order.setOrderId(orderId);

return
 orderMapper.saveOrder(order);

    }

}

六:总结

上面是基本流程简图,本篇博客介绍了如何实现数据库读写分离,注意读写分离的核心点就是数据路由,需要继承 AbstractRoutingDataSource,复写它的 determineCurrentLookupKey 方法,同时需要注意全局的上下文管理器 DataSourceContextHolder,它是保存数据源上下文的主要类,也是路由方法中寻找的数据源取值,相当于数据源的中转站.再结合 jdbc-Template 的底层去创建和管理数据源、事务等,我们的数据库读写分离就完美实现了。
PS:如果觉得我的分享不错,欢迎大家随手点赞、在看。
(完)
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