SpringBoot实现数据库读写分离

news2024/11/14 2:22:38

SpringBoot实现数据库读写分离

参考博客https://blog.csdn.net/qq_31708899/article/details/121577253
实现原理:翻看AbstractRoutingDataSource源码我们可以看到其中的targetDataSource可以维护一组目标数据源(采用map数据结构),并且做了路由key与目标数据源之间的映射,提供基于key查找数据源的方法。看到了这个,我们就可以想到怎么实现数据源切换了
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述#### 一 maven依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.4.12-SNAPSHOT</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.ReadAndWriteSeparate</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>ReadAndWriteSeparate</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.2.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>5.1.26</version>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
            <version>1.9.5</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <excludes>
                        <exclude>
                            <groupId>org.projectlombok</groupId>
                            <artifactId>lombok</artifactId>
                        </exclude>
                    </excludes>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
        <resources>
            <resource>
                <directory>src/main/java</directory>
                <includes>
                    <include>
                        **/*.xml
                    </include>
                </includes>
            </resource>
        </resources>
    </build>

</project>

二 数据源配置

  1. yaml配置
    这里我只用一个账号模拟,生产环境下必须要分开只读账号和可读可写账号,因为主从复制中,主机可不会同步从机的数据哟
spring:
  datasource:
    master:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: root
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    slave1:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: root
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    slave2:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: root
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

  1. 数据源配置
package com.readandwriteseparate.demo.Config;

import com.readandwriteseparate.demo.Enum.DbEnum;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

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

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/25 20:25
 * @Email 2568500308@qq.com
 */
@Configuration
public class DataSourceConfig {
    //主数据源,用于写数据,特殊情况下也可用于读
    @Bean
    @ConfigurationProperties("spring.datasource.master")
    public DataSource masterDataSource(){
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties("spring.datasource.slave1")
    public DataSource slave1DataSource(){
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties("spring.datasource.slave2")
    public DataSource slave2DataSource(){
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    public DataSource routingDataSource(@Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource,
                                        @Qualifier("slave1DataSource") DataSource slave1DataSource,
                                        @Qualifier("slave2DataSource") DataSource slave2DataSource){
        Map<Object,Object> targetDataSource=new HashMap<>();
        targetDataSource.put(DbEnum.MASTER,masterDataSource);
        targetDataSource.put(DbEnum.SLAVE1,slave1DataSource);
        targetDataSource.put(DbEnum.SLAVE2,slave2DataSource);
        RoutingDataSource routingDataSource=new RoutingDataSource();
        routingDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
        routingDataSource.setTargetDataSources(targetDataSource);

        return routingDataSource;
    }

}


这里我们配置了4个数据源,其中前三个数据源都是为了生成第四个路由数据源产生的,路由数据源的key我们使用枚举类型来标注,三个枚举类型分别代表数据库的类型。

package com.readandwriteseparate.demo.Enum;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/25 20:45
 * @Email: 2568500308@qq.com
 */
public enum DbEnum {
    MASTER,SLAVE1,SLAVE2;
}

三 数据源切换

这里我们使用ThreadLocal将路由key设置到每个线程的上下文中这里也进行一个简单的负载均衡,轮询两个只读数据源,而访问哪个取决于counter的值,每增加1,切换一下数据源,该值为juc并发包下的原子操作类,保证其线程安全。

  1. 设置路由键,获取当前数据源的key
package com.readandwriteseparate.demo.Config;

import com.readandwriteseparate.demo.Enum.DbEnum;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/25 20:49
 * @Email: 2568500308@qq.com
 */
public class DBContextHolder {
    private static final ThreadLocal<DbEnum> contextHolder=new ThreadLocal<>();
    private static final AtomicInteger counter=new AtomicInteger(-1);

    public static void set(DbEnum type){
        contextHolder.set(type);
    }

    public static DbEnum get(){
        return contextHolder.get();
    }

    public static void master()
    {
        set(DbEnum.MASTER);
        System.out.println("切换到master数据源");
    }

    public static void slave(){
        //轮询数据源进行读操作
        int index=counter.getAndIncrement() % 2;
        if(counter.get()>9999){
            counter.set(-1);
        }
        if(index==0){
            set(DbEnum.SLAVE1);
            System.out.println("切换到slave1数据源");
        }else {
            set(DbEnum.SLAVE2);
            System.out.println("切换到slave2数据源");
        }
    }
}

  1. 确定当前数据源

这个比较重要,其继承AbstractRoutingDataSource类,重写了determineCurrentLookupKey方法,该方法决定当前数据源的key,对应于上文配置数据源的map集合中的key,让该方法返回我们定义的ThreadLocal中存储的key,即可实现数据源切换。


import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
import org.springframework.lang.Nullable;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/25 20:47
 * @Email: 2568500308@qq.com
 */
public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Nullable
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DBContextHolder.get();
    }
}

  1. mybatis配置三个数据源
package com.readandwriteseparate.demo.Config;

import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

import javax.annotation.Resource;
import javax.sql.DataSource;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/25 22:17
 * @Email 2568500308@qq.com
 */
@EnableTransactionManagement
@Configuration
public class MybatisConfig {

    @Resource(name = "routingDataSource")
    private DataSource routingDataSource;

    @Bean
    public SqlSessionFactory sessionFactory() throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean=new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(routingDataSource);
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }

    @Bean
    public PlatformTransactionManager platformTransactionManager(){
        return new DataSourceTransactionManager(routingDataSource);
    }
}

四 特殊处理master主库读数据操作、

在某些场景下,我们需要实时读取到更新过的值,例如某个业务逻辑,在插入一条数据后,需要立即查询据,因为读写分离我们用的是主从复制架构,它是异步操作,串行复制数据,所以必然存在主从延迟问题,对于刚插入的数据,如果要马上取出,读从库是没有数据的,因此需要直接读主库,这里我们通过一个Master注解来实现,被该注解标注的方法将直接在主库数据

  1. 注解
package com.readandwriteseparate.demo.annotation;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/26 13:28
 * @Email 2568500308@qq.com
 */


public @interface Master {
}

  1. APO切面处理
package com.readandwriteseparate.demo.Aspect;

import com.readandwriteseparate.demo.Config.DBContextHolder;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/26 13:23
 * @Email 2568500308@qq.com
 */

@Aspect
@Component
public class DataSourceAop {
   
   // 非master注解且有关读的方法操作从库
   @Pointcut("!@annotation(com.readandwriteseparate.demo.annotation.Master)" +
            " && (execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.select*(..)))" +
            " || execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.get*(..)))")
    public void readPointcut(){

    }

  
  // 有master注解或者有关处理数据的操作主库  @Pointcut("@annotation(com.readandwriteseparate.demo.annotation.Master) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.insert*(..)) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.add*(..)) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.update*(..)) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.edit*(..)) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.delete*(..)) " +
            "|| execution(* com.readandwriteseparate.demo.Service..*.remove*(..))")
    public void writePointcut() {

    }

    @Before("readPointcut()")
    public void read(){
        DBContextHolder.slave();
    }

    @Before("writePointcut()")
    public void write(){
        DBContextHolder.master();
    }
}

五 读写分离案例使用

  1. 实体类
package com.readandwriteseparate.demo.Domain;

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

import java.io.Serializable;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/26 23:15
 * @Email 2568500308@qq.com
 */
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User implements Serializable {
    private Integer id;
    private String name;
    private String sex;
}

  1. Dao层
package com.readandwriteseparate.demo.Dao;

import com.readandwriteseparate.demo.Domain.User;
import org.apache.ibatis.annotations.Param;

import java.util.List;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/26 23:16
 * @Email 2568500308@qq.com
 */
public interface UserMapper {
    public List<User> selectAllUser();

    public Integer insertUser(@Param("user") User user);

    public User selectOneById(@Param("id") Integer id);
}

xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.readandwriteseparate.demo.Dao.UserMapper">

    <resultMap id="user" type="com.readandwriteseparate.demo.Domain.User">
        <id property="id" column="id"></id>
        <result property="name" column="name"></result>
        <result property="sex" column="sex"></result>
    </resultMap>

    <select resultMap="user" id="selectAllUser" resultType="com.readandwriteseparate.demo.Domain.User">
        select * from user
    </select>

    <insert id="insertUser" parameterType="com.readandwriteseparate.demo.Domain.User">
        insert into user(name,sex) values(#{user.name},#{user.sex})
    </insert>

    <select id="selectOneById" parameterType="java.lang.Integer" resultMap="user">
        select * from user where id=#{id}
    </select>
</mapper>

service

package com.readandwriteseparate.demo.Service;

import com.readandwriteseparate.demo.Dao.UserMapper;
import com.readandwriteseparate.demo.Domain.User;
import com.readandwriteseparate.demo.annotation.Master;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;

/**
 * @author OriginalPerson
 * @date 2021/11/27 0:07
 * @Email 2568500308@qq.com
 */

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public List<User> getAllUser(){
        return userMapper.selectAllUser();
    }

    public Integer addUser(User user){
        return userMapper.insertUser(user);
    }

    /*
    * 特殊情况下,需要从主库查询时
    * 例如某些业务更新数据后需要马上查询,因为主从复制有延迟,所以需要从主库查询
    * 添加@Master注解即可从主库查询
    *
    * 该注解实现比较简单,在aop切入表达式中进行判断即可
    * */
    @Master
    public User selectOneById(Integer id){
        return userMapper.selectOneById(id);
    }
}

单元测试代码

package com.readandwriteseparate.demo;

import com.readandwriteseparate.demo.Dao.UserMapper;
import com.readandwriteseparate.demo.Domain.User;
import com.readandwriteseparate.demo.Service.UserService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
class ReadAndWriteSeparateApplicationTests {

    @Autowired
    private UserService userService;
    @Test
    void contextLoads() throws InterruptedException {
        User user=new User();
        user.setName("赵六");
        user.setSex("男");
        System.out.println("插入一条数据");
        userService.addUser(user);
        for (int i = 0; i <4 ; i++) {
            System.out.println("开始查询数据");
            System.out.println("第"+(i+1)+"次查询");
            userService.getAllUser();
            System.out.println("-------------------------分割线------------------------");
        }
        System.out.println("强制查询主库");
        userService.selectOneById(1);
    }

}

查询结果:
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目录 概述概念组成应用场景注意事项类图 衍化过程需求简单工厂实现图代码 策略模式图代码 策略模式简单工厂图代码 总结升华版本迭代的优化点及意义什么样的思路进行衍化的扩展思考--如何理解策略与算法 概述 概念 策略模式是一种行为型设计模式&#xff0c;它定义了算法家族&…

Docker安装Grafana以及Grafana应用

Doker基础 安装 1、 卸载旧的版本 sudo yum remove docker docker-client docker-client-latest docker-common docker-latest docker-latest-logrotate docker-logrotate docker-engine 2、需要的安装包 sudo yum install -y yum-utils 3、设置镜像的仓库 yum-config-m…

UML-构件图

目录 1.概述 2.构件的类型 3.构件和类 4.构件图 1.概述 构件图主要用于描述各种软件之间的依赖关系&#xff0c;例如&#xff0c;可执行文件和源文件之间的依赖关系&#xff0c;所设计的系统中的构件的表示法及这些构件之间的关系构成了构件图 构件图从软件架构的角度来描述…

数组的学习

数组学习 文章目录 数组来由数组的使用数组的内存图变量声明和args参数说明声明分配空间值的省略写法数组的length属性数列输出求和判断购物金额结算Arrays的sort和toString方法Arrays的equals和fill和copyOf和binarySearch方法字符数组顺序和逆序输出 数组来由 录入30个学生…

Gson:解析JSON为复杂对象:TypeToken

需求 通过Gson&#xff0c;将JSON字符串&#xff0c;解析为复杂类型。 比如&#xff0c;解析成如下类型&#xff1a; Map<String, List<Bean>> 依赖&#xff08;Gson&#xff09; <dependency><groupId>com.google.code.gson</groupId><art…