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[Java教程]Spring 实现数据库读写分离


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下载地址 ,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"    >    <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"    >    <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" >    <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"    >    <property name="dataSource" ref="dataSource" />  </bean>  <!-- 配置SqlSessionFactoryBean -->  <bean id="sqlSessionFactory" >    <property name="dataSource" ref="dataSource" />    <property name="configLocation" value="classpath:config/mybatis-config. 


 

  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" />  <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。

 【下载地址】