SpringBoot数据库读写分离

1. 引言

读写分离要做的事情就是对于一条SQL该选择哪个数据库去执行，至于谁来做选择数据库这件事儿，无非两个，要么中间件帮我们做，要么程序自己做。因此，一般来讲，读写分离有两种实现方式。第一种是依靠中间件（比如：MyCat），也就是说应用程序连接到中间件，中间件帮我们做SQL分离；第二种是应用程序自己去做分离。这里我们选择程序自己来做，主要是利用Spring提供的路由数据源，以及AOP

然而，应用程序层面去做读写分离最大的弱点（不足之处）在于无法动态增加数据库节点，因为数据源配置都是写在配置中的，新增数据库意味着新加一个数据源，必然改配置，并重启应用。当然，好处就是相对简单。

2. AbstractRoutingDataSource

基于特定的查找key路由到特定的数据源。它内部维护了一组目标数据源，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。

3. 实践

3.1. maven依赖

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.3.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

3.2. 数据源配置

application.yml

spring:
  datasource:
    master:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/test1
      username: root
      password: 123456
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    slave1:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/test2
      username: pig   # 只读账户
      password: 123456
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    slave2:
      jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/test3
      username: pig   # 只读账户
      password: 123456
      driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

多数据源配置

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @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 myRoutingDataSource(@Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource,
                                          @Qualifier("slave1DataSource") DataSource slave1DataSource,
                                          @Qualifier("slave2DataSource") DataSource slave2DataSource) {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>();
        targetDataSources.put(DBTypeEnum.MASTER, masterDataSource);
        targetDataSources.put(DBTypeEnum.SLAVE1, slave1DataSource);
        targetDataSources.put(DBTypeEnum.SLAVE2, slave2DataSource);
        MyRoutingDataSource myRoutingDataSource = new MyRoutingDataSource();
        myRoutingDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
        myRoutingDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);
        return myRoutingDataSource;
    }
}

这里，我们配置了4个数据源，1个master，2两个slave，1个路由数据源。前3个数据源都是为了生成第4个数据源，而且后续我们只用这最后一个路由数据源。

MyBatis配置

@Configuration
public class MyBatisConfig {

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

    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory() throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(myRoutingDataSource);
        sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath:mapper/*.xml"));
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }

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

由于Spring容器中现在有4个数据源，所以我们需要为事务管理器和MyBatis手动指定一个明确的数据源。

3.3. 设置路由key / 查找数据源

目标数据源就是那前3个这个我们是知道的，但是使用的时候是如果查找数据源的呢？

首先，我们定义一个枚举来代表这三个数据源

package com.cjs.example.enums;

public enum DBTypeEnum {
    MASTER, SLAVE1, SLAVE2;
}

接下来，通过ThreadLocal将数据源设置到每个线程上下文中

public class DBContextHolder {

    private static final ThreadLocal<DBTypeEnum> contextHolder = new ThreadLocal<>();

    private static final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(-1);

    public static void set(DBTypeEnum dbType) {
        contextHolder.set(dbType);
    }

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

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

    public static void slave() {
        //  轮询
        int index = counter.getAndIncrement() % 2;
        if (counter.get() > 9999) {
            counter.set(-1);
        }
        if (index == 0) {
            set(DBTypeEnum.SLAVE1);
            System.out.println("切换到slave1");
        }else {
            set(DBTypeEnum.SLAVE2);
            System.out.println("切换到slave2");
        }
    }
}

获取路由key

public class MyRoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Nullable
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DBContextHolder.get();
    }
}

设置路由key
默认情况下，所有的查询都走从库，插入/修改/删除走主库。我们通过方法名来区分操作类型（CRUD）

@Aspect
@Component
public class DataSourceAop {


    @Pointcut("!@annotation(com.cjs.example.annotation.Master) " +
            "&& (execution(* com.cjs.example.service..*.select*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.get*(..)))")
    public void readPointcut() {


    }


    @Pointcut("@annotation(com.cjs.example.annotation.Master) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.insert*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.add*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.update*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.edit*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.delete*(..)) " +
            "|| execution(* com.cjs.example.service..*.remove*(..))")
    public void writePointcut() {


    }


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


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

    /**
     * 另一种写法：if...else...  判断哪些需要读从数据库，其余的走主数据库
     */
//    @Before("execution(* com.cjs.example.service.impl.*.*(..))")
//    public void before(JoinPoint jp) {
//        String methodName = jp.getSignature().getName();
//
//        if (StringUtils.startsWithAny(methodName, "get", "select", "find")) {
//            DBContextHolder.slave();
//        }else {
//            DBContextHolder.master();
//        }
//    }
}

有一般情况就有特殊情况，特殊情况是某些情况下我们需要强制读主库，针对这种情况，我们定义一个主键，用该注解标注的就读主库

package com.cjs.example.annotation;
public @interface Master {
}

例如，假设我们有一张表member

@Service
public class MemberServiceImpl implements MemberService {


    @Autowired
    private MemberMapper memberMapper;


    @Transactional
    @Override
    public int insert(Member member) {
        return memberMapper.insert(member);
    }


    @Master
    @Override
    public int save(Member member) {
        return memberMapper.insert(member);
    }


    @Override
    public List<Member> selectAll() {
        return memberMapper.selectByExample(new MemberExample());
    }

    @Master
    @Override
    public String getToken(String appId) {
        //  有些读操作必须读主数据库
        //  比如，获取微信access_token，因为高峰时期主从同步可能延迟
        //  这种情况下就必须强制从主数据读
        return null;
    }
}