SpringBoot实现多数据源（一）【普通版切换】

news2025/1/23 13:05:55

在实际开发中，经常可能遇到在一个应用中可能需要访问多个数据库的情况。以下是两种典型场景

业务复杂（数据量大）

数据分布在不同的数据库中，数据库拆了，应用没拆。一个公司多个子项目，各用各的数据库，设计数据共享…

在这里插入图片描述

读写分离

为解决 数据库的读性能瓶颈（读比写性能更高，写锁会影响读阻塞，从而影响读的性能）

很多数据库拥有主从架构，也就是说，一台主数据库服务器，是对外提供增删改业务的生产服务；另一（多）台从数据库服务器，主要进行读的操作

可以通过中间件（ShardingSphere、mycat、mysql-proxy、TDDL…），但是有一些规模较小的公司，没有专门的中间件团队搭建读写分离基础设施，因此需要业务开发人员自行实现读写分离

在这里插入图片描述

这里的架构与上图类似，不同的是，在读写分离中，主库和从库的数据库是一致的（不考虑主从延迟）。数据更新操作（insert、update、delete）都是在主库上进行，主库将数据变更信息同步给从库。在查询时，可以在从库上进行，从而分担主库的压力

一、实现多数据源

对于大多数 Java 应用，都使用了 Spring 框架，spring-jdbc 模块提供了 AbstractRoutingDataSource，其内部可以包含多个 DataSource，然后在运行时来动态的访问哪个数据库。这种方式访问数据库的架构如下图所示

在这里插入图片描述

测试样例一：普通的动态数据源

  1. 创建两个数据库read和 write
CREATE DATABASE `read` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8 */
CREATE TABLE `people` (
  `name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE DATABASE `write` /*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8 */
CREATE TABLE `people` (
  `name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

  1. 创建一个SpringBoot 项目 dynamic_datasource

  2. 导入依赖

    • pom.xml
<dependencies>
    <!--jdbc-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
    </dependency>
    <!--web-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!--mybatis-->
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
        <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.1.4</version>
    </dependency>
    <!--druid-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.2.8</version>
    </dependency>
    <!--mysql驱动-->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.28</version>
    </dependency>
    <!--lombok-->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <version>1.18.24</version>
    </dependency>
</dependencies>
  1. 应用配置文件
    • application.yaml
spring:
  application:
    name: dynamic_datasource
  # 数据源
  datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    # 读数据源
    read:
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/read?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: 123456
    # 写数据源
    write:
      type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/write?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: 123456
# 端口号
server:
  port: 3355

# 别名、xml文件配置
mybatis:
  mapper-locations: classpath:com/vinjcent/mapper/**/*.xml
  type-aliases-package: com.vinjcent.pojo
  1. 实体类
    • People
package com.vinjcent.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Data
public class People {

    private String name;

}

  1. 数据源配置类

    • DataSourceConfiguration
    package com.vinjcent.config;

import com.alibaba.druid.spring.boot.autoconfigure.DruidDataSourceBuilder;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.sql.DataSource;

@Configuration
public class DataSourceConfiguration {

    @Bean(name = "readDatasource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.read")
    public DataSource readDatasource() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置,创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean(name = "writeDatasource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.write")
    public DataSource writeDatasource() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置,创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }
}

  2. 动态数据源

    • DynamicDataSource
package com.vinjcent.config;

import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.PrintWriter;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.SQLFeatureNotSupportedException;
import java.util.logging.Logger;


@Component
@Primary    // 将该Bean设置为主要注入Bean
public class DynamicDataSource implements DataSource, InitializingBean {

    // 用于存储数据源的标识
    public static ThreadLocal<String> name = new ThreadLocal<>();

    // 写
    private final DataSource writeDataSource;

    // 读
    private final DataSource readDataSource;

    @Autowired
    public DynamicDataSource(@Qualifier("readDatasource") DataSource readDataSource,
                             @Qualifier("writeDatasource") DataSource writeDataSource) {
        this.readDataSource = readDataSource;
        this.writeDataSource = writeDataSource;
    }

    @Override
    public Connection getConnection() throws SQLException {
        return name.get().equals("w") ? writeDataSource.getConnection() : readDataSource.getConnection();
    }

    @Override
    public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return false;
    }

    @Override
    public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {

    }

    @Override
    public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {

    }

    @Override
    public int getLoginTimeout() throws SQLException {
        return 0;
    }

    @Override
    public Logger getParentLogger() throws SQLFeatureNotSupportedException {
        return null;
    }

    /**
     * 初始化bean的initialization接口
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        // TODO 初始化
        name.set("w");
    }
}
  1. 测试接口
    • PeopleController
package com.vinjcent.controller;

import com.vinjcent.config.DynamicDataSource;
import com.vinjcent.pojo.People;
import com.vinjcent.service.PeopleService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("people")
public class PeopleController {

    private final PeopleService peopleService;

    @Autowired
    public PeopleController(PeopleService peopleService) {
        this.peopleService = peopleService;
    }


    @GetMapping("/list")
    public List<People> getAllPeople() {
        // 修改对应数据源
        DynamicDataSource.name.set("r");
        return peopleService.list();
    }

    @GetMapping("/insert")
    public String addPeople() {
        // 修改对应数据源
        DynamicDataSource.name.set("w");
        peopleService.save(new People("vinjcent"));
        return "添加成功";
    }

}
  1. 主启动类（需要排除掉SpringBoot数据源自动配置类，否则会报错）
package com.vinjcent;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration;

@MapperScan("com.vinjcent.mapper")
@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)     // 排除SpringBoot数据源自动配置类
public class DynamicDatasourceApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DynamicDatasourceApplication.class, args);
    }

}
  1. 测试访问接口，查看是否读写分离

测试实例二：实现 AbstractRoutingDataSource

应用直接操作的是 AbstractRoutingDataSource 的实现类，告诉 AbstractRoutingDataSource 访问哪个数据库，然后由 AbstractRoutingDataSource 从事先配好的数据源（readDataSource、writeDataSource）选择一个，来访问对应的数据库

在这里插入图片描述

流程

  • 当执行数据库持久化操作，只要继承了 Spring 就一定会通过 DataSourceUtils 获取 Connection
  • 通过 Spring 注入的 DataSource 获取 Connection 即可执行数据库操作
    • 所以思路就是：只需配置一个 DataSource 的 bean，然后根据业务动态提供 Connection 即可
  • 其实 Spring 已经提供了一个 DataSource 实现类用于动态切换数据源—AbstractRoutingDataSource
  • 分析 AbstractRoutingDataSource 即可实现动态数据源切换

AbstractRoutingDataSource 分析

// targetDataSources 保存了key和数据库连接的映射关系
private Map<Object, Object> targetDataSources;
// 标识默认的连接
private Object defaultTargetDataSource;
// 这个数据结构是通过 targetDataSources 构建而来,存储结构也是数据库标识和数据源的映射关系
private Map<Object, DataSource> resolvedDataSources;

AbstractRoutingDataSource 实现了 InitializingBean 接口，并实现了 afterPropertiesSet() 方法。afterPropertiesSet() 方法是初始化bean的时候执行，通常用作数据初始化。resolvedDataSources 就是在这里赋值

public void afterPropertiesSet() {
    if (this.targetDataSources == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Property 'targetDataSources' is required");
    } else {
        this.resolvedDataSources = new HashMap(this.targetDataSources.size());
        this.targetDataSources.forEach((key, value) -> {
            Object lookupKey = this.resolveSpecifiedLookupKey(key);
            DataSource dataSource = this.resolveSpecifiedDataSource(value);
            this.resolvedDataSources.put(lookupKey, dataSource);
        });
        if (this.defaultTargetDataSource != null) {
            this.resolvedDefaultDataSource = this.resolveSpecifiedDataSource(this.defaultTargetDataSource);
        }

    }
}
  • 因此，我们只需要创建 AbstractRoutingDataSource 实现类 DynamicDataSource ，然后初始化 targetDataSources 和key为数据源的标识（可以是枚举、字符串都行，因为标识是Object类型）
  • 后续当调用 AbstractRoutingDataSource.getConnection 会接着调用提供的模板方法：determineTargetDataSource
  • 通过 determineDataSource 该方法返回的数据库标识，从 resolvedDataSources 中拿到对应的数据源（类似于一个策略模式）
  • 所以最终，只需要 DynamicDataSource 中实现 determineTargetDataSource 为其提供一个数据库标识
  1. 修改 DynamicDataSource 动态数据源类
package com.vinjcent.config;

import com.vinjcent.constants.DataSourceConstants;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.sql.DataSource;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


@Component
@Primary    // 将该Bean设置为主要注入Bean
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {

    // 用于存储数据源的标识
    public static ThreadLocal<String> name = new ThreadLocal<>();

    // 写
    private final DataSource writeDataSource;

    // 读
    private final DataSource readDataSource;


    @Autowired
    public DynamicDataSource(@Qualifier("readDatasource") DataSource readDataSource,
                             @Qualifier("writeDatasource") DataSource writeDataSource) {
        this.readDataSource = readDataSource;
        this.writeDataSource = writeDataSource;
    }

    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return name.get();
    }

    // 初始化完bean之后调用该方法
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        // 为targetDataSources 初始化所有数据源
        Map<Object, Object> sources = new HashMap<>();
        sources.put(DataSourceConstants.READ_DATASOURCE, readDataSource);
        sources.put(DataSourceConstants.WRITE_DATASOURCE, writeDataSource);
        super.setTargetDataSources(sources);

        // 为 defaultTargetDataSource 设置默认的数据源
        super.setDefaultTargetDataSource(readDataSource);

        // resolvedDataSources 负责最终切换的数据源map
        super.afterPropertiesSet();
    }
}
  1. 添加数据源常量类
    • DataSourceConstants
package com.vinjcent.constants;

public class DataSourceConstants {

    // 读数据源
    public static final String READ_DATASOURCE = "read";

    // 写数据源
    public static final String WRITE_DATASOURCE = "write";
}
  1. 修改 PeopleController 类
package com.vinjcent.controller;

import com.vinjcent.config.DynamicDataSource;
import com.vinjcent.constants.DataSourceConstants;
import com.vinjcent.pojo.People;
import com.vinjcent.service.PeopleService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("people")
public class PeopleController {

    private final PeopleService peopleService;

    @Autowired
    public PeopleController(PeopleService peopleService) {
        this.peopleService = peopleService;
    }


    @GetMapping("/list")
    public List<People> getAllPeople() {
        // 修改对应数据源
        DynamicDataSource.name.set(DataSourceConstants.READ_DATASOURCE);
        return peopleService.list();
    }

    @GetMapping("/insert")
    public String addPeople() {
        // 修改对应数据源
        DynamicDataSource.name.set(DataSourceConstants.WRITE_DATASOURCE);
        peopleService.save(new People("vinjcent"));
        return "添加成功";
    }

}
  1. 测试访问接口，查看是否读写分离

下一篇文章《SpringBoot实现多数据源（二）【Mybatis插件】
》

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