Spring 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫讀寫分離的示例

更新時間：2017年01月05日 14:22:50 作者：濤叔

現(xiàn)在大型的電子商務(wù)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫層面大都采用讀寫分離技術(shù),我們通常的做法就是把查詢從主庫中抽取出來，采用多個從庫，使用負(fù)載均衡，減輕每個從庫的查詢壓力。

現(xiàn)在大型的電子商務(wù)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫層面大都采用讀寫分離技術(shù)，就是一個Master數(shù)據(jù)庫，多個Slave數(shù)據(jù)庫。Master庫負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)更新和實(shí)時數(shù)據(jù)查詢，Slave庫當(dāng)然負(fù)責(zé)非實(shí)時數(shù)據(jù)查詢。因?yàn)樵趯?shí)際的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)庫都是讀多寫少（讀取數(shù)據(jù)的頻率高，更新數(shù)據(jù)的頻率相對較少），而讀取數(shù)據(jù)通常耗時比較長，占用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的CPU較多，從而影響用戶體驗(yàn)。我們通常的做法就是把查詢從主庫中抽取出來，采用多個從庫，使用負(fù)載均衡，減輕每個從庫的查詢壓力。

采用讀寫分離技術(shù)的目標(biāo)：有效減輕Master庫的壓力，又可以把用戶查詢數(shù)據(jù)的請求分發(fā)到不同的Slave庫，從而保證系統(tǒng)的健壯性。我們看下采用讀寫分離的背景。

隨著網(wǎng)站的業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)展，數(shù)據(jù)不斷增加，用戶越來越多，數(shù)據(jù)庫的壓力也就越來越大，采用傳統(tǒng)的方式，比如：數(shù)據(jù)庫或者SQL的優(yōu)化基本已達(dá)不到要求，這個時候可以采用讀寫分離的策略來改變現(xiàn)狀。

具體到開發(fā)中，如何方便的實(shí)現(xiàn)讀寫分離呢?目前常用的有兩種方式：

1 第一種方式是我們最常用的方式，就是定義2個數(shù)據(jù)庫連接，一個是MasterDataSource,另一個是SlaveDataSource。更新數(shù)據(jù)時我們讀取MasterDataSource，查詢數(shù)據(jù)時我們讀取SlaveDataSource。這種方式很簡單，我就不贅述了。

2 第二種方式動態(tài)數(shù)據(jù)源切換，就是在程序運(yùn)行時，把數(shù)據(jù)源動態(tài)織入到程序中，從而選擇讀取主庫還是從庫。主要使用的技術(shù)是：annotation，Spring AOP ，反射。下面會詳細(xì)的介紹實(shí)現(xiàn)方式。

在介紹實(shí)現(xiàn)方式之前，我們先準(zhǔn)備一些必要的知識，spring 的AbstractRoutingDataSource 類

AbstractRoutingDataSource這個類是spring2.0以后增加的，我們先來看下AbstractRoutingDataSource的定義：

復(fù)制代碼代碼如下:

public abstract class AbstractRoutingDataSource extends AbstractDataSource implements InitializingBean {}

AbstractRoutingDataSource繼承了AbstractDataSource ，而AbstractDataSource 又是DataSource 的子類。DataSource 是javax.sql 的數(shù)據(jù)源接口，定義如下：

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 接口定義了2個方法，都是獲取數(shù)據(jù)庫連接。我們在看下AbstractRoutingDataSource 如何實(shí)現(xiàn)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);
  }

很顯然就是調(diào)用自己的determineTargetDataSource() 方法獲取到connection。determineTargetDataSource方法定義如下：

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;
  }

我們最關(guān)心的還是下面2句話：

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

determineCurrentLookupKey方法返回lookupKey,resolvedDataSources方法就是根據(jù)lookupKey從Map中獲得數(shù)據(jù)源。resolvedDataSources 和determineCurrentLookupKey定義如下：

　　private Map<Object, DataSource> resolvedDataSources;

　　protected abstract Object determineCurrentLookupKey()

看到以上定義，我們是不是有點(diǎn)思路了，resolvedDataSources是Map類型，我們可以把MasterDataSource和SlaveDataSource存到Map中，如下：

key	value
master	MasterDataSource
slave	SlaveDataSource

我們在寫一個類DynamicDataSource 繼承AbstractRoutingDataSource，實(shí)現(xiàn)其determineCurrentLookupKey() 方法，該方法返回Map的key，master或slave。

好了，說了這么多，有點(diǎn)煩了，下面我們看下怎么實(shí)現(xiàn)。

上面已經(jīng)提到了我們要使用的技術(shù)，我們先看下annotation的定義：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface DataSource {
  String value();
}

我們還需要實(shí)現(xiàn)spring的抽象類AbstractRoutingDataSource，就是實(shí)現(xiàn)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();
  }
}

從DynamicDataSource 的定義看出，他返回的是DynamicDataSourceHolder.getDataSouce()值，我們需要在程序運(yùn)行時調(diào)用DynamicDataSourceHolder.putDataSource()方法，對其賦值。下面是我們實(shí)現(xiàn)的核心部分，也就是AOP部分，DataSourceAspect定義如下:

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
    }
  }
}

為了方便測試，我定義了2個數(shù)據(jù)庫，shop模擬Master庫，test模擬Slave庫，shop和test的表結(jié)構(gòu)一致，但數(shù)據(jù)不同，數(shù)據(jù)庫配置如下：

<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

<!-- 配置數(shù)據(jù)庫注解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>
  <!-- 配置數(shù)據(jù)庫注解aop -->

下面是MyBatis的UserMapper的定義，為了方便測試，登錄讀取的是Master庫，用戶列表讀取Slave庫：

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();
}

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