SpringBoot-MySQL读写分离
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
- 读写分离
读写分离
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。
主从同步的局限性:数据的延迟性。需要时间主从同步。
主从数据源的配置
/**
* 主从配置
*/
@Configuration
@MapperScan(basePackages = "com.blog.mapper", sqlSessionTemplateRef = "sqlTemplate")
public class DataSourceConfig {
/**
* 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<Object, Object> 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) {
return new 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;
}
}
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;
public class DataSourceRouter extends AbstractRoutingDataSource {
/**
* 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();
}
}
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
*/
public class DataSourceContextHolder {
private static final ThreadLocal<String> context = new ThreadLocal<>();
/**
* 赋值
*
* @param datasourceType
*/
public static void set(String datasourceType) {
context.set(datasourceType);
}
/**
* 获取值
* @return
*/
public static String get() {
return context.get();
}
public static void clear() {
context.remove();
}
}
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
*/
boolean clear() default true;
}
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;
@Slf4j
@Aspect
@Order(value = 1)
@Component
public class DataSourceContextAop {
@Around("@annotation(com.blog.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();
}
}
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
public class OrderService {
@Resource
private OrderMapper orderMapper;
/**
* 读操作
*
* @param orderId
* @return
*/
@DataSourceSwitcher(DataSourceEnum.SLAVE)
public List<Order> getOrder(String orderId) {
return orderMapper.listOrders(orderId);
}
/**
* 写操作
*
* @param orderId
* @return
*/
@DataSourceSwitcher(DataSourceEnum.MASTER)
public List<Order> insertOrder(Long orderId) {
Order order = new Order();
order.setOrderId(orderId);
return orderMapper.saveOrder(order);
}
}
总结
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