Spring 实现数据库读写分离

摘要: 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下载地址。
　　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：

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"        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 -->

　　 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】