spring完美实现读写分离+mysql实现主从复制

 

 

在“cool-2018-03-10-windows下实现mysql5.6读写分离、主从复制和一主多从”这篇博文上实现了物理环境,博文地址:读写分离,接下来在代码层面实现

1. 背景

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:

1、 读库和写库的数据一致;

2、 写数据必须写到写库;

3、 读数据必须到读库;

2. 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。

2.1. 应用层解决:

 spring完美实现读写分离+mysql实现主从复制_第1张图片

优点:

1、 多数据源切换方便,由程序自动完成;

2、 不需要引入中间件;

3、 理论上支持任何数据库;

缺点:

1、 由程序员完成,运维参与不到;

2、 不能做到动态增加数据源;

 

2.2. 中间件解决

spring完美实现读写分离+mysql实现主从复制_第2张图片

优缺点:

优点:

1、 源程序不需要做任何改动就可以实现读写分离;

2、 动态添加数据源不需要重启程序;

缺点:

1、 程序依赖于中间件,会导致切换数据库变得困难;

2、 由中间件做了中转代理,性能有所下降;

 

相关中间件产品使用:

mysql-proxy:http://hi.baidu.com/geshuai2008/item/0ded5389c685645f850fab07

Amoeba for MySQL:http://www.iteye.com/topic/188598http://www.iteye.com/topic/1113437

3. 使用Spring基于应用层实现

3.1. 原理

 spring完美实现读写分离+mysql实现主从复制_第3张图片

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queryfindget等开头的就走读库,其他的走写库。

4、一主多从的实现

spring完美实现读写分离+mysql实现主从复制_第4张图片

代码层面的具体实现:
第一步:编写DynamicDataSource2类,由于很多应用场景都是采用“一主多从”的架构,所以这个类实现了对这个架构的支持,并且该类中的轮询算法实现了负载均衡

package com.elegant.datasource;

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。
 * 
 * DynamicDataSource2
 * 创建人:cool 
 * 时间:2018年3月10日-下午4:21:52 
 * @version 1.0.0
 *
 */
public class DynamicDataSource2 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
        }
        LOGGER.info("当前的slave是"+(String) slaveDataSources.get(index));
        return slaveDataSources.get(index);
    }

}

 
  

第二步:编写DynamicDataSourceHolder类

package com.elegant.datasource;
/**
 * 使用ThreadLocal技术来记录当前线程中的数据源的key
 * 
 * DynamicDataSourceHolder
 * 创建人:cool 
 * 时间:2018年3月10日-下午4:13:52 
 * @version 1.0.0
 *
 */
public class DynamicDataSourceHolder {
    
    //写库对应的数据源key
//    private static final String MASTER = "master";
    
    // 写库对应的数据源key
    public 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);
    }
    
    /**
     * 判断是否为主数据库
     */
    public static boolean isMaster() {
        return MASTER.equals(getDataSourceKey());
    }

}

第三步:编写DataSourceAspect2类

package com.elegant.datasource;

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。
 * 
 * DataSourceAspect2
 * 创建人:cool 
 * 时间:2018年3月10日-下午4:25:11 
 * @version 1.0.0
 *
 */
public class DataSourceAspect2 {

    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; } }

第四步:配置两个数据源--db.properties

jdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3380/elegant?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
jdbc.master.username=root
jdbc.master.password=root


jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3381/elegant?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
jdbc.slave01.username=root
jdbc.slave01.password=root

第五步:连接池配置+配置自己的数据源--applicationContext-dao.xml




	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
		
		
		
		
		
		
		
		
	
	
	
	
		
		
		
		
		
		
		
		
	
	
	
	
		
		
			
				
				
				
			
		
		
		
	
	
	
	
	
	
	
	
		
		
		
		
	
	
	
		
		
	

第六步:配置事物管理以及动态切换数据源切面--applicationContext-trans.xml,这里的切面做了改进,使用的是事物管理策略中的规则匹配,这个比通过方法名匹配来得灵活,不需要硬编码。




	
	
		
		
	
	
	
		
			
			
			
			
			
			
			
			
			
			
			
		
	
	
	
	
	
	
	
	
	
		
		
		
		
	

	
		
		
		
		
		
		
		
			
		
		
	
	
	
	

至此基于应用层的读写分离的解决方案完美实现

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