[转]Spring 实现数据库读写分离

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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:

[java]
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;

}
[/java]
 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:
[java]
public Connection getConnection() throws SQLException {
return determineTargetDataSource().getConnection();
}

public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
    return determineTargetDataSource().getConnection(username, password);
}

[/java]

很显然就是调用自己的determineTargetDataSource() 方法获取到connection。determineTargetDataSource方法定义如下:
[java]
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;
}
[/java]

 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 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:
[java]
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface DataSource {
String value();
}
[/java]

我们还需要实现spring的抽象类AbstractRoutingDataSource,就是实现determineCurrentLookupKey方法:
[java]
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();
}

}
[/java]

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:
[java]
public class DataSourceAspect {

public void before(JoinPoint point)
{
    Object target = point.getTarget();
    String method = point.getSignature().getName();

    Class&lt;?&gt;[] classz = target.getClass().getInterfaces();

    Class&lt;?&gt;[] parameterTypes = ((MethodSignature) point.getSignature())
            .getMethod().getParameterTypes();
    try {
        Method m = classz[0].getMethod(method, parameterTypes);
        if (m != null &amp;&amp; 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
    }
}

}
[/java]

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:
[java]
<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=&quot;slavedataSource&quot;
    class=&quot;org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource&quot;&gt;
    &lt;property name=&quot;driverClassName&quot; value=&quot;com.mysql.jdbc.Driver&quot; /&gt;
    &lt;property name=&quot;url&quot; value=&quot;jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test&quot; /&gt;
    &lt;property name=&quot;username&quot; value=&quot;root&quot; /&gt;
    &lt;property name=&quot;password&quot; value=&quot;yangyanping0615&quot; /&gt;
&lt;/bean&gt;

    &lt;beans:bean id=&quot;dataSource&quot; class=&quot;com.air.shop.common.db.DynamicDataSource&quot;&gt;
    &lt;property name=&quot;targetDataSources&quot;&gt;  
          &lt;map key-type=&quot;java.lang.String&quot;&gt;  
              &lt;!-- write --&gt;
             &lt;entry key=&quot;master&quot; value-ref=&quot;masterdataSource&quot;/&gt;  
             &lt;!-- read --&gt;
             &lt;entry key=&quot;slave&quot; value-ref=&quot;slavedataSource&quot;/&gt;  
          &lt;/map&gt;  

    &lt;/property&gt;  
    &lt;property name=&quot;defaultTargetDataSource&quot; ref=&quot;masterdataSource&quot;/&gt;  
&lt;/beans:bean&gt;

&lt;bean id=&quot;transactionManager&quot;
    class=&quot;org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager&quot;&gt;
    &lt;property name=&quot;dataSource&quot; ref=&quot;dataSource&quot; /&gt;
&lt;/bean&gt;

&lt;!-- 配置SqlSessionFactoryBean --&gt;
&lt;bean id=&quot;sqlSessionFactory&quot; class=&quot;org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean&quot;&gt;
    &lt;property name=&quot;dataSource&quot; ref=&quot;dataSource&quot; /&gt;
    &lt;property name=&quot;configLocation&quot; value=&quot;classpath:config/mybatis-config.xml&quot; /&gt;
&lt;/bean&gt;

[/java]

在spring的配置中增加aop配置
[java]
<!– 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 –>
[/java]

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
[java]
public interface UserMapper {
@DataSource("master")
public void add(User user);

@DataSource(&quot;master&quot;)
public void update(User user);

@DataSource(&quot;master&quot;)
public void delete(int id);

@DataSource(&quot;slave&quot;)
public User loadbyid(int id);

@DataSource(&quot;master&quot;)
public User loadbyname(String name);

@DataSource(&quot;slave&quot;)
public List&lt;User&gt; list();

}
[/java]