Spring 多数据源动态切换实现与原理分析

一 多数据源

在平常的开发过程中,我们经常会遇到对多个数据库进行读写的场景,比如说数据库主从读写分离啊,不同数据库数据读写啊,等等。

二 Srping Boot 多数据源动态切换实战

实现多数据源动态切换主要包含以下几步:

  1. 各数据源dataSource注入配置
  2. 动态数据源配置
  3. AOP切面注解实现动态切换
    下面就按照三个步骤来实现多数据源的动态切换了

1.各数据源配置注入

这一步就很平常了,就跟配置一个数据源是一样的,具体就不多说了,附上代码:
yml配置

# 多数据源Mysql配置
docker:
  mysql:
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3307/dynelm?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: root

config配置

    /**
     * 动态源数据
     * @return
     * @throws SQLException
     */
    @Bean(name = "dockerMysql")
    @ConfigurationProperties(prefix = "docker.mysql")
    public DataSource dockerMysqlSource(){
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

2.动态数据源(DynamicDataSource)配置

spring.jdbc 主要是通过AbstractRoutingDataSource 来控制数据源,所以DynamicDataSource主要是通过继承AbstractRoutingDataSource来变换绑定的数据源来实现的,具体的实现如下:

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DynamicDataSource.class);

    /**
     * 使用线程的ThreadLocal 保证多线程的数据源正确
     */
    private static final ThreadLocal DATA_SOURCE_KEY = new ThreadLocal<>();

    public static void changeDataSource(String dataSourceKey) {
        DATA_SOURCE_KEY.set(dataSourceKey);
    }

    /**
     * 需要防止 内存溢出
     */
    public static void clearDataSource() {
        DATA_SOURCE_KEY.remove();
    }

    /**
     * <>
     *     这里是决定数据源的关键
     *     数据源是通过Map结构存的
     *     这里返回一个key值 再去获取真正的
     *     数据源连接
     * 
     * @return
     */
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        String key = DATA_SOURCE_KEY.get();
        LOGGER.info("current data-source is {}", key);
        return key;
    }

bean 注入:

    /**
     * 动态的切换类
     * <>
     *     设置默认的数据源
     * 
     * @return
     * @throws SQLException
     */
    @Bean(name = "dynamicDataSource")
    public DynamicDataSource dynamicDataSource() throws SQLException {
        DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource();
        dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(dataSource());
        Map dataSourceMap = new HashMap<>(4);
        dataSourceMap.put("masterMysql", dataSource());
        dataSourceMap.put("dockerMysql", dockerMysqlSource());
        dynamicDataSource.setTargetDataSources(dataSourceMap);
        return dynamicDataSource;
    }

这里主要注意的是setDefaultTargetDataSource和setTargetDataSources,因为AbstractRoutingDataSource维护的数据源是一个Map,在注入DynamicDataSource的时候把你需要连接的数据源放在这个map里面,setDefaultTargetDataSource就是设置默认的数据源。
在把动态数据源配置完成后,还需要配置sqlSession和事物管理,这里不配置的话 注入会出现循环依赖的问题。

    /**
     * 此配置也需要配置
     * 不然会出现循环依赖的问题
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory() throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(dynamicDataSource());
        //此处设置为了解决找不到mapper文件的问题
        sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath:mapper/*.xml"));
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }

    @Bean
    public SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate() throws Exception {
        return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory());
    }

    /**
     * 事务管理
     *
     * @return 事务管理实例
     */
    @Bean
    public PlatformTransactionManager platformTransactionManager() throws SQLException {
        return new DataSourceTransactionManager(dynamicDataSource());
    }

到此,动态数据源切换的配置就结束了,网上有许多配置可能会比较麻烦。

3.AOP实现动态数据源切换
在实现配置后,其实实现数据切换就有很多种方法了,你可以直接使用DynamicDataSource在方法里面切换,但是代码侵入性太高了,对整体代码不友好,目前最主流的方法还是使用注解加AOP进行实现。
首先定义切换数据的自定义注解,value代表你存入DynamicDataSourcemap的那个key值

/**
 * @description: 数据源动态切换注解 、默认是matserMysql
 * @author: dynelm
 * @date: 2020-07-03 00:24
 **/

@Target({ ElementType.METHOD}) 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 
public @interface DataSource {
    String value();
}

例如:@DataSource("slave-master")
定义一个处理切面类:

/**
 * @description: 数据源动态切换切面
 * @author: dynelm
 * @date: 2020-07-03 00:26
 **/

@Aspect
@Component
public class DataSourceAspect {
    @Before("@annotation(dataSource)")
    public void  beforeSwitchDataSource(DataSource dataSource){
        DynamicDataSource.changeDataSource(dataSource.value());
    }

    @Before("@annotation(dataSource)")
    public void  afterSwitchDataSource(DataSource dataSource){
        DynamicDataSource.clearDataSource();
    }
}

其中@Before("@annotation(dataSource)") 这个是代表在这个注解注的方法进行切面,把注解的value设置进去。
至此,整个动态数据源切换也就实现了,你如果想在方法上使用非默认的数据源的话,只需要在方法上加上@DataSource(value) 这个注解可用,大家可以放心,以及测试过了,保证好用。

三 实现原理分析

其实大家看了上面的实现步骤后,肯定会感觉非常的简单,事实也是非常简单,原来呢,就是一个类,DynamicDataSource 实现了数据源的路由

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DynamicDataSource.class);

    /**
     * 使用线程的ThreadLocal 保证多线程的数据源正确
     */
    private static final ThreadLocal DATA_SOURCE_KEY = new ThreadLocal<>();

    public static void changeDataSource(String dataSourceKey) {
        DATA_SOURCE_KEY.set(dataSourceKey);
    }

    /**
     * 需要防止 内存溢出
     */
    public static void clearDataSource() {
        DATA_SOURCE_KEY.remove();
    }

    /**
     * <>
     *     这里是决定数据源的关键
     *     数据源是通过Map结构存的
     *     这里返回一个key值 再去获取真正的
     *     数据源连接
     * 
     * @return
     */
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        String key = DATA_SOURCE_KEY.get();
        LOGGER.info("current data-source is {}", key);
        return key;
    }

首先这里维护了一个ThreadLocal 防止多线程出现并发的数据源问题,通过切面来把注解的value设置到这个这个ThreadLocal里面,其实实现切换的关键就是determineCurrentLookupKey 这个方法,他返回决定了当前需要使用的数据源的key值,然后我们在看一下AbstractRoutingDataSource的源码,看一下他是如何决定当前连接的数据源的:

    @Nullable
    private Map resolvedDataSources;
    /**
     * Retrieve the current target DataSource. Determines the
     * {@link #determineCurrentLookupKey() current lookup key}, performs
     * a lookup in the {@link #setTargetDataSources targetDataSources} map,
     * falls back to the specified
     * {@link #setDefaultTargetDataSource default target DataSource} if necessary.
     * @see #determineCurrentLookupKey()
     */
    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;
    }

简单来说 就是通过determineCurrentLookupKey 这个方法返回的key去resolvedDataSources里面找对应的DataSource,而这个resolvedDataSources 就是我们配置的

        Map dataSourceMap = new HashMap<>(4);
        dataSourceMap.put("masterMysql", dataSource());
        dataSourceMap.put("dockerMysql", dockerMysqlSource());
        dynamicDataSource.setTargetDataSources(dataSourceMap);

是不是,原理就出来的,就是这么实现的。
这里需要注意一下啊,ThreadLocal 在不使用的时候需要进行remove,防止内存泄漏哦。

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