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【Spring】如何实现多数据源读写分离?这是我看过最详细的一篇!!

2023-08-09 23:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

我们一般应用对数据库而言都是“读多写少”,也就说对数据库读取数据的压力比较大,有一个思路就是说采用数据库集群的方案,

其中一个是主库,负责写入数据,我们称之为:写库;其它都是从库,负责读取数据,我们称之为:读库;

那么,对我们的要求是:

读库和写库的数据一致;写数据必须写到写库;读数据必须到读库;方案

解决读写分离的方案有两种:应用层解决和中间件解决。

应用层解决

微信图片_20211119151702.jpg

优点:

多数据源切换方便,由程序自动完成;不需要引入中间件;理论上支持任何数据库;

缺点:

由程序员完成,运维参与不到;不能做到动态增加数据源;中间件解决

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优点:

源程序不需要做任何改动就可以实现读写分离;动态添加数据源不需要重启程序;

缺点:

程序依赖于中间件,会导致切换数据库变得困难;由中间件做了中转代理,性能有所下降;Spring方案原理

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在进入Service之前,使用AOP来做出判断,是使用写库还是读库,判断依据可以根据方法名判断,比如说以query、find、get等开头的就走读库,其他的走写库。

DynamicDataSourceimport org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource; /** * 定义动态数据源,实现通过集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource,只需要实现determineCurrentLookupKey方法即可 * 由于DynamicDataSource是单例的,线程不安全的,所以采用ThreadLocal保证线程安全,由DynamicDataSourceHolder完成。 * @author binghe */ public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource{ @Override protected Object determineCurrentLookupKey() { // 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源key return DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey(); } }DynamicDataSourceHolder/** * 使用ThreadLocal技术来记录当前线程中的数据源的key * @author binghe */ public class DynamicDataSourceHolder { //写库对应的数据源key private static final String MASTER = "master"; //读库对应的数据源key private static final String SLAVE = "slave"; //使用ThreadLocal记录当前线程的数据源key private static final ThreadLocal holder = new ThreadLocal(); /** * 设置数据源key * @param key */ public static void putDataSourceKey(String key) { holder.set(key); } /** * 获取数据源key * @return */ public static String getDataSourceKey() { return holder.get(); } /** * 标记写库 */ public static void markMaster(){ putDataSourceKey(MASTER); } /** * 标记读库 */ public static void markSlave(){ putDataSourceKey(SLAVE); } }DataSourceAspectimport org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.aspectj.lang.JoinPoint; /** * 定义数据源的AOP切面,通过该Service的方法名判断是应该走读库还是写库 * @author binghe */ public class DataSourceAspect { /** * 在进入Service方法之前执行 * @param point 切面对象 */ public void before(JoinPoint point) { // 获取到当前执行的方法名 String methodName = point.getSignature().getName(); if (isSlave(methodName)) { // 标记为读库 DynamicDataSourceHolder.markSlave(); } else { // 标记为写库 DynamicDataSourceHolder.markMaster(); } } /** * 判断是否为读库 * * @param methodName * @return */ private Boolean isSlave(String methodName) { // 方法名以query、find、get开头的方法名走从库 return StringUtils.startsWithAny(methodName, "query", "find", "get"); } }配置2个数据源

jdbc.properties

jdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driver jdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true jdbc.master.username=root jdbc.master.password=123456 jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driver jdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true jdbc.slave01.username=root jdbc.slave01.password=123456定义连接池 定义DataSource 配置事务管理与动态切面定义事务管理器 定义事务策略 定义切面 改进切面实现

之前的实现我们是将通过方法名匹配,而不是使用事务策略中的定义,我们使用事务管理策略中的规则匹配。

改进后的配置 改进后的实现import java.lang.reflect.Field; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Map; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.aspectj.lang.JoinPoint; import org.springframework.transaction.interceptor.NameMatchTransactionAttributeSource; import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttribute; import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttributeSource; import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor; import org.springframework.util.PatternMatchUtils; import org.springframework.util.ReflectionUtils; /** * 定义数据源的AOP切面,该类控制了使用Master还是Slave。 * 如果事务管理中配置了事务策略,则采用配置的事务策略中的标记了ReadOnly的方法是用Slave,其它使用Master。 * 如果没有配置事务管理的策略,则采用方法名匹配的原则,以query、find、get开头方法用Slave,其它用Master。 * @author binghe * */ public class DataSourceAspect { private List slaveMethodPattern = new ArrayList(); private static final String[] defaultSlaveMethodStart = new String[]{ "query", "find", "get" }; private String[] slaveMethodStart; /** * 读取事务管理中的策略 * @param txAdvice * @throws Exception */ @SuppressWarnings("unchecked") public void setTxAdvice(TransactionInterceptor txAdvice) throws Exception { if (txAdvice == null) { // 没有配置事务管理策略 return; } //从txAdvice获取到策略配置信息 TransactionAttributeSource transactionAttributeSource = txAdvice.getTransactionAttributeSource(); if (!(transactionAttributeSource instanceof NameMatchTransactionAttributeSource)) { return; } //使用反射技术获取到NameMatchTransactionAttributeSource对象中的nameMap属性值 NameMatchTransactionAttributeSource matchTransactionAttributeSource = (NameMatchTransactionAttributeSource) transactionAttributeSource; Field nameMapField = ReflectionUtils.findField(NameMatchTransactionAttributeSource.class, "nameMap"); nameMapField.setAccessible(true); //设置该字段可访问 //获取nameMap的值 Map map = (Map) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource); //遍历nameMap for (Map.Entry entry : map.entrySet()) { if (!entry.getValue().isReadOnly()) {//判断之后定义了ReadOnly的策略才加入到slaveMethodPattern continue; } slaveMethodPattern.add(entry.getKey()); } } /** * 在进入Service方法之前执行 * * @param point 切面对象 */ public void before(JoinPoint point) { // 获取到当前执行的方法名 String methodName = point.getSignature().getName(); boolean isSlave = false; if (slaveMethodPattern.isEmpty()) { // 当前Spring容器中没有配置事务策略,采用方法名匹配方式 isSlave = isSlave(methodName); } else { // 使用策略规则匹配 for (String mappedName : slaveMethodPattern) { if (isMatch(methodName, mappedName)) { isSlave = true; break; } } } if (isSlave) { // 标记为读库 DynamicDataSourceHolder.markSlave(); } else { // 标记为写库 DynamicDataSourceHolder.markMaster(); } } /** * 判断是否为读库 * * @param methodName * @return */ private Boolean isSlave(String methodName) { // 方法名以query、find、get开头的方法名走从库 return StringUtils.startsWithAny(methodName, getSlaveMethodStart()); } /** * 通配符匹配 * * Return if the given method name matches the mapped name. *

* The default implementation checks for "xxx*", "*xxx" and "*xxx*" matches, as well as direct * equality. Can be overridden in subclasses. * * @param methodName the method name of the class * @param mappedName the name in the descriptor * @return if the names match * @see org.springframework.util.PatternMatchUtils#simpleMatch(String, String) */ protected boolean isMatch(String methodName, String mappedName) { return PatternMatchUtils.simpleMatch(mappedName, methodName); } /** * 用户指定slave的方法名前缀 * @param slaveMethodStart */ public void setSlaveMethodStart(String[] slaveMethodStart) { this.slaveMethodStart = slaveMethodStart; } public String[] getSlaveMethodStart() { if(this.slaveMethodStart == null){ // 没有指定,使用默认 return defaultSlaveMethodStart; } return slaveMethodStart; } }一主多从的实现

很多实际使用场景下都是采用“一主多从”的架构的,所有我们现在对这种架构做支持,目前只需要修改DynamicDataSource即可。

实现import java.lang.reflect.Field; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Map; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; import javax.sql.DataSource; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource; import org.springframework.util.ReflectionUtils; /** * 定义动态数据源,实现通过集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource,只需要实现determineCurrentLookupKey方法即可 * 由于DynamicDataSource是单例的,线程不安全的,所以采用ThreadLocal保证线程安全,由DynamicDataSourceHolder完成。 * @author binghe * */ public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DynamicDataSource.class); private Integer slaveCount; // 轮询计数,初始为-1,AtomicInteger是线程安全的 private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(-1); // 记录读库的key private List slaveDataSources = new ArrayList(0); @Override protected Object determineCurrentLookupKey() { // 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源key if (DynamicDataSourceHolder.isMaster()) { Object key = DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey(); if (LOGGER.isDebugEnabled()) { LOGGER.debug("当前DataSource的key为: " + key); } return key; } Object key = getSlaveKey(); if (LOGGER.isDebugEnabled()) { LOGGER.debug("当前DataSource的key为: " + key); } return key; } @SuppressWarnings("unchecked") @Override public void afterPropertiesSet() { super.afterPropertiesSet(); // 由于父类的resolvedDataSources属性是私有的子类获取不到,需要使用反射获取 Field field = ReflectionUtils.findField(AbstractRoutingDataSource.class, "resolvedDataSources"); field.setAccessible(true); // 设置可访问 try { Map resolvedDataSources = (Map) field.get(this); // 读库的数据量等于数据源总数减去写库的数量 this.slaveCount = resolvedDataSources.size() - 1; for (Map.Entry entry : resolvedDataSources.entrySet()) { if (DynamicDataSourceHolder.MASTER.equals(entry.getKey())) { continue; } slaveDataSources.add(entry.getKey()); } } catch (Exception e) { LOGGER.error("afterPropertiesSet error! ", e); } } /** * 轮询算法实现 * * @return */ public Object getSlaveKey() { // 得到的下标为:0、1、2、3…… Integer index = counter.incrementAndGet() % slaveCount; if (counter.get() > 9999) { // 以免超出Integer范围 counter.set(-1); // 还原 } return slaveDataSources.get(index); } }MySQL主从复制原理

MySQL主(master)从(slave)复制的原理:

master将数据改变记录到二进制日志(binarylog)中,也即是配置文件log-bin指定的文件(这些记录叫做二进制日志事件,binary log events)slave将master的binary logevents拷贝到它的中继日志(relay log)slave重做中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据(数据重演)主从配置需要注意的地方主DB server和从DB server数据库的版本一致主DB server和从DB server数据库数据一致[ 这里就会可以把主的备份在从上还原,也可以直接将主的数据目录拷贝到从的相应数据目录]主DB server开启二进制日志,主DB server和从DB server的server_id都必须唯一主库配置(windows,Linux下也类似)

在my.ini修改:

#开启主从复制,主库的配置 log-bin = mysql3306-bin #指定主库serverid server-id=101 #指定同步的数据库,如果不指定则同步全部数据库 binlog-do-db=mybatis_1128

执行SQL语句查询状态:

SHOW MASTER STATUS

需要记录下Position值,需要在从库中设置同步起始值。

在主库创建同步用户#授权用户slave01使用123456密码登录mysql grant replication slave on *.* to 'slave01'@'127.0.0.1' identified by '123456'; flush privileges;从库配置

在my.ini修改

#指定serverid,只要不重复即可,从库也只有这一个配置,其他都在SQL语句中操作 server-id=102

接下来,从从库命令行执行如下SQL语句。

CHANGE MASTER TO master_host='127.0.0.1', master_user='slave01', master_password='123456', master_port=3306, master_log_file='mysql3306-bin.000006', master_log_pos=1120; #启动slave同步 START SLAVE; #查看同步状态 SHOW SLAVE STATUS;

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