SpringBoot——动态数据源（多数据源自动切换）

2023-01-08 本文已影响0人小波同学

前言

日常的业务开发项目中只会配置一套数据源，如果需要获取其他系统的数据往往是通过调用接口，或者是通过第三方工具比如kettle将数据同步到自己的数据库中进行访问。

但是也会有需要在项目中引用多数据源的场景。比如如下场景：

自研数据迁移系统，至少需要新、老两套数据源，从老库读取数据写入新库
自研读写分离中间件，系统流量增加，单库响应效率降低，引入读写分离方案，写入数据是一个数据源，读取数据是另一个数据源

某系统除了需要从自己的主要数据库上读取和管理数据外，还有一部分业务涉及到其他多个数据库，要求可以在任何方法上可以灵活指定具体要操作的数据库。

为了在开发中以最简单的方法使用，本文基于注解和AOP的方法实现，在spring boot框架的项目中，添加本文实现的代码类后，只需要配置好数据源就可以直接通过注解使用，简单方便。

一、原理

关键类说明

忽略掉controller/service/entity/mapper/xml介绍。

jdbc.properties: 数据源配置文件。虽然可以配置到Spring boot的默认配置文件application.properties/application.yml文件当中，但是如果数据源比较多的话，根据实际使用，最佳的配置方式还是独立配置比较好。
DynamicDataSourceConfig：数据源配置类
DynamicDataSource：动态数据源配置类
DataSourceRouting：动态数据源注解
DynamicDataSourceAspect：动态数据源设置切面
DynamicDataSourceContextHolder：当前线程持有的数据源key
DataSourceConstants：数据源key常量类

开发流程

动态数据源流程

Spring Boot 的动态数据源，本质上是把多个数据源存储在一个 Map 中，当需要使用某个数据源时，从 Map 中获取此数据源进行处理。

在 Spring 中已提供了抽象类 AbstractRoutingDataSource 来实现此功能，继承AbstractRoutingDataSource类并覆写其determineCurrentLookupKey()方法即可，该方法只需要返回数据源key即可，也就是存放数据源的Map的key。

因此，我们在实现动态数据源的，只需要继承它，实现自己的获取数据源逻辑即可。AbstractRoutingDataSource顶级继承了DataSource，所以它也是可以做为数据源对象，因此项目中使用它作为主数据源。

AbstractRoutingDataSource原理

AbstractRoutingDataSource中有一个重要的属性：

argetDataSources：目标数据源，即项目启动的时候设置的需要通过AbstractRoutingDataSource管理的数据源。
defaultTargetDataSource：默认数据源，项目启动的时候设置的默认数据源，如果没有指定数据源，默认返回改数据源。
resolvedDataSources：也是存放的数据源，是对targetDataSources进行处理后进行存储的。可以看一下源码。

resolvedDefaultDataSource: 对默认数据源进行了二次处理，源码如上图最后的两行代码。

AbstractRoutingDataSource中所有的方法和属性：

比较重要的是determineTargetDataSource方法。

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;
}
 
/**
* Determine the current lookup key. This will typically be
* implemented to check a thread-bound transaction context.
* <p>Allows for arbitrary keys. The returned key needs
* to match the stored lookup key type, as resolved by the
* {@link #resolveSpecifiedLookupKey} method.
*/
@Nullable
protected abstract Object determineCurrentLookupKey();

这个方法主要就是返回一个DataSource对象，主要逻辑就是先通过方法determineCurrentLookupKey获取一个Object对象的lookupKey，然后通过这个lookupKey到resolvedDataSources中获取数据源（resolvedDataSources就是一个Map，上面已经提到过了）；如果没有找到数据源，就返回默认的数据源。determineCurrentLookupKey就是程序员配置动态数据源需要自己实现的方法。

二、实现

引入Maven依赖

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.10.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
</properties>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!--如果要用传统的xml或properties配置，则需要添加此依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>tk.mybatis</groupId>
        <artifactId>mapper-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.1.5</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-jdbc</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
    </dependency>

    <!-- swagger -->
    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>

    <!-- spring security -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <!-- jwt -->
    <dependency>
        <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
        <artifactId>jjwt</artifactId>
        <version>0.9.1</version>
    </dependency>
    <!-- fastjson -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.70</version>
    </dependency>


    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>

        <plugin>
            <groupId>org.mybatis.generator</groupId>
            <artifactId>mybatis-generator-maven-plugin</artifactId>
            <version>1.3.6</version>
            <configuration>
                <configurationFile>
                    ${basedir}/src/main/resources/generator/generatorConfig.xml
                </configurationFile>
                <overwrite>true</overwrite>
                <verbose>true</verbose>
            </configuration>
            <dependencies>
                <dependency>
                    <groupId>mysql</groupId>
                    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                    <version>5.1.41</version>
                </dependency>
                <dependency>
                    <groupId>tk.mybatis</groupId>
                    <artifactId>mapper</artifactId>
                    <version>4.1.5</version>
                </dependency>
            </dependencies>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

主要实现步骤：一配置二使用

1. 启动类注册动态数据源
1. 配置文件中配置多个数据源
1. 在需要的方法上使用注解指定数据源
1、在启动类添加 @Import({DynamicDataSourceRegister.class, MProxyTransactionManagementConfiguration.class})

// 注册动态多数据源
@Import({DynamicDataSourceRegister.class})
@MapperScan("com.yibo.mapper")//扫描Mapper接口
@SpringBootApplication
public class Application {

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

2、配置文件配置内容为：

# 默认数据源
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/user_center?useUnicode=true&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
spring.datasource.hikari.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.hikari.username=root
spring.datasource.hikari.password=yibo

# 更多数据源
custom.datasource.names=ds1,ds2
custom.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
custom.datasource.ds1.url=jdbc:mysql://localhost:3306/content_center?useUnicode=true&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
custom.datasource.ds1.username=root
custom.datasource.ds1.password=yibo
custom.datasource.ds2.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
custom.datasource.ds2.url=jdbc:mysql://localhost:3306/trade?useUnicode=true&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
custom.datasource.ds2.username=root
custom.datasource.ds2.password=yibo

mybatis.type-aliases-package: com.yibo.center.domain.entity
mybatis.mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
mapper.identity: MYSQL
mapper.not-empty: false

#是否激活 swagger true or false
swagger.enable=true

3、使用方法

import com.yibo.center.domain.entity.Share;
import com.yibo.datasource.anno.TargetDataSource;
import com.yibo.mapper.ShareMapper;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.util.List;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 23:47
 * @Description:
 */

@Service
public class ShareService {

    @Autowired
    private ShareMapper shareMapper;

    @TargetDataSource(name = "ds1")
    @Transactional
    public List<Share> findAll(){
        return shareMapper.selectAll();
    }
}

import com.yibo.center.domain.entity.TradeGoods;
import com.yibo.center.domain.vo.TradeGoodsAO;
import com.yibo.datasource.anno.TargetDataSource;
import com.yibo.mapper.TradeGoodsMapper;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/11 0:23
 * @Description:
 */

@Service
public class TradeGoodsService {

    @Autowired
    private TradeGoodsMapper tradeGoodsMapper;

    @TargetDataSource(name = "ds2")
    @Transactional
    public List<TradeGoods> findAll(){
        return tradeGoodsMapper.selectAll();
    }

    @TargetDataSource(name = "ds2")
    @Transactional
    public String addTradeGoods(TradeGoodsAO tradeGoodsAO){
        TradeGoods tradeGoods = new TradeGoods();
        BeanUtils.copyProperties(tradeGoodsAO,tradeGoods);
        tradeGoods.setAddTime(new Date());
        tradeGoodsMapper.insert(tradeGoods);
        return "SUCCESS";
    }
}

import com.yibo.center.domain.entity.User;
import com.yibo.center.domain.vo.UserAo;
import com.yibo.mapper.UserMapper;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 23:46
 * @Description:
 */

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public List<User> findAll(){
        return userMapper.selectAll();
    }

    @Transactional
    public User findById(Integer id){
        User user = new User();
        user.setId(id);
        return userMapper.selectOne(user);
    }

    @Transactional
    public String addUser(UserAo userAo){
        User user = new User();
        BeanUtils.copyProperties(userAo,user);
        user.setCreateTime(new Date());
        user.setUpdateTime(new Date());
        userMapper.insert(user);
        return "SUCCESS";
    }
}

要注意的是，在使用MyBatis时，注解@TargetDataSource 不能直接在接口类Mapper上使用。

请将下面几个类放到Spring Boot项目中。

DynamicDataSource.java
DynamicDataSourceAspect.java
DynamicDataSourceContextHolder.java
DynamicDataSourceRegister.java
TargetDataSource.java

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

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 22:29
 * @Description: 继承Spring AbstractRoutingDataSource实现路由切换
 */
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {

    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DynamicDataSourceContextHolder.getDataSourceType();
    }
}

import com.yibo.datasource.DynamicDataSourceContextHolder;
import com.yibo.datasource.anno.TargetDataSource;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 22:28
 * @Description: 动态数据源通知
 */
@Aspect
//保证该AOP在@Transactional之前执行
@Order(-1)
@Component
@Slf4j
public class DynamicDataSourceAspect {

    /**
     * @Description 在方法执行之前执行  @annotation(ds) 会拦截有ds这个注解的方法即有 TargetDataSource这个注解的
     * @param @param point
     * @param @param ds
     * @param @throws Throwable 参数
     * @return void 返回类型
     * @throws
     */
    @Before("@annotation(ds)")
    public void changeDataSource(JoinPoint point, TargetDataSource ds)
            throws Throwable {
        String dsId = ds.name();
        if (!DynamicDataSourceContextHolder.containsDataSource(dsId)) {
            log.error("数据源[{}]不存在，使用默认数据源 > {}", ds.name(), point.getSignature());
        }
        else {
            log.debug("Use DataSource : {} > {}", ds.name(),point.getSignature());
            DynamicDataSourceContextHolder.setDataSourceType(ds.name());
        }
    }

    /**
     * @Description 在方法执行之后执行  @annotation(ds) 会拦截有ds这个注解的方法即有 TargetDataSource这个注解的
     * @param @param point
     * @param @param ds 参数
     * @return void 返回类型
     * @throws
     */
    @After("@annotation(ds)")
    public void restoreDataSource(JoinPoint point, TargetDataSource ds) {
        log.debug("Revert DataSource : {} > {}", ds.name(), point.getSignature());
        DynamicDataSourceContextHolder.clearDataSourceType();
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 22:25
 * @Description: 动态数据源上下文管理
 */

public class DynamicDataSourceContextHolder {

    //存放当前线程使用的数据源类型信息
    private static final ThreadLocal<String> contextHolder = new ThreadLocal<String>();

    //存放数据源id
    public static List<String> dataSourceIds = new ArrayList<String>();

    //设置数据源
    public static void setDataSourceType(String dataSourceType) {
        contextHolder.set(dataSourceType);
    }

    //获取数据源
    public static String getDataSourceType() {
        return contextHolder.get();
    }

    //清除数据源
    public static void clearDataSourceType() {
        contextHolder.remove();
    }

    /**
     * 判断指定DataSrouce当前是否存在
     *
     * @param dataSourceId
     * @return
     */
    public static boolean containsDataSource(String dataSourceId){
        return dataSourceIds.contains(dataSourceId);
    }
}

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.MutablePropertyValues;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;
import org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition;
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;
import org.springframework.context.EnvironmentAware;
import org.springframework.context.annotation.ImportBeanDefinitionRegistrar;
import org.springframework.core.env.Environment;
import org.springframework.core.type.AnnotationMetadata;

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

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 22:10
 * @Description: 注册动态数据源
 *  初始化数据源和提供了执行动态切换数据源的工具类
 *  EnvironmentAware（获取配置文件配置的属性值）
 */

@Slf4j
public class DynamicDataSourceRegister implements ImportBeanDefinitionRegistrar, EnvironmentAware {

    //指定默认数据源(springboot2.0默认数据源是hikari如何想使用其他数据源可以自己配置)
    private static final String DATASOURCE_TYPE_DEFAULT = "com.zaxxer.hikari.HikariDataSource";

    //默认数据源
    private DataSource defaultDataSource;

    //用户自定义数据源
    private Map<String, DataSource> customDataSources  = new HashMap<>();

    /**
     * 加载多数据源配置
     * @param env
     */
    @Override
    public void setEnvironment(Environment env) {
        initDefaultDataSource(env);
        initCustomDataSources(env);
    }



    /**
     * 初始化主数据源
     * @param env
     */
    private void initDefaultDataSource(Environment env) {
        // 读取主数据源
        Map<String, Object> dsMap = new HashMap<>();
        dsMap.put("driver", env.getProperty("spring.datasource.hikari.driver-class-name"));
        dsMap.put("url", env.getProperty("spring.datasource.url"));
        dsMap.put("username", env.getProperty("spring.datasource.hikari.username"));
        dsMap.put("password", env.getProperty("spring.datasource.hikari.password"));
        defaultDataSource = buildDataSource(dsMap);
    }


    /**
     * 初始化更多数据源
     * @param env
     */
    private void initCustomDataSources(Environment env) {
        // 读取配置文件获取更多数据源
        String dsPrefixs = env.getProperty("custom.datasource.names");
        for (String dsPrefix : dsPrefixs.split(",")) {
            // 多个数据源
            Map<String, Object> dsMap = new HashMap<>();
            dsMap.put("driver", env.getProperty("custom.datasource." + dsPrefix + ".driver-class-name"));
            dsMap.put("url", env.getProperty("custom.datasource." + dsPrefix + ".url"));
            dsMap.put("username", env.getProperty("custom.datasource." + dsPrefix + ".username"));
            dsMap.put("password", env.getProperty("custom.datasource." + dsPrefix + ".password"));
            DataSource ds = buildDataSource(dsMap);
            customDataSources.put(dsPrefix, ds);
        }
    }

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<Object, Object>();
        // 将主数据源添加到更多数据源中
        targetDataSources.put("dataSource", defaultDataSource);
        DynamicDataSourceContextHolder.dataSourceIds.add("dataSource");
        // 添加更多数据源
        targetDataSources.putAll(customDataSources);
        for (String key : customDataSources.keySet()) {
            DynamicDataSourceContextHolder.dataSourceIds.add(key);
        }

        // 创建DynamicDataSource
        GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(DynamicDataSource.class);
        beanDefinition.setSynthetic(true);
        MutablePropertyValues mpv = beanDefinition.getPropertyValues();
        mpv.addPropertyValue("defaultTargetDataSource", defaultDataSource);
        mpv.addPropertyValue("targetDataSources", targetDataSources);
        registry.registerBeanDefinition("dataSource", beanDefinition); // 注册到Spring容器中

        log.info("Dynamic DataSource Registry");
    }

    /**
     * 创建DataSource
     * @param dsMap
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public DataSource buildDataSource(Map<String, Object> dsMap) {
        try {
            Object type = dsMap.get("type");
            if (type == null)
                type = DATASOURCE_TYPE_DEFAULT;// 默认DataSource

            Class<? extends DataSource> dataSourceType;
            dataSourceType = (Class<? extends DataSource>)Class.forName((String)type);
            log.info("dsMap:{}",dsMap);
            System.out.println(dsMap);
            String driverClassName = dsMap.get("driver").toString();
            String url = dsMap.get("url").toString();
            String username = dsMap.get("username").toString();
            String password = dsMap.get("password").toString();
            // 自定义DataSource配置
            DataSourceBuilder factory = DataSourceBuilder.create()
                    .driverClassName(driverClassName)
                    .url(url)
                    .username(username)
                    .password(password)
                    .type(dataSourceType);
            return factory.build();
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

import java.lang.annotation.*;

/**
 * @author: huangyibo
 * @Date: 2020/6/10 22:27
 * @Description: 作用于类、接口或者方法上
 */
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface TargetDataSource {
    String name();
}

本文代码博主是经过测试后没有问题才发出来共享给大家的。对于连接池参数配置会应用到所有数据源上。

比如配置一个：

spring.datasource.maximum-pool-size=80

那么我们所有的数据源都会自动应用上。

补充：

如果你使用的是SpringMVC，并集成了Shiro，一般按网上的配置你可能是：

<bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator" depends-on="lifecycleBeanPostProcessor">
    <property name="proxyTargetClass" value="true" />
</bean>

<bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
    <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
</bean>

那么你请不要这样做，请按下面方法配置：

<!-- AOP式方法级权限检查  -->
<!-- 不要使用 DefaultAdvisorAutoProxyCreator 会出现二次代理的问题，这里不详述。 mark by shanhy 2016-05-15 -->
<aop:config proxy-target-class="true"/>
<!-- 或者你使用了 <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true" /> 也可以。 -->

<bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
    <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
</bean>

参考：
https://blog.51cto.com/binghe001/5243610

https://blog.csdn.net/LBWNB_Java/article/details/126115608