- 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:
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
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:3. 使用Spring基于应用层实现3.1. 原理
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。3.2. 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 zhijun**/public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource{
@Overrideprotected Object determineCurrentLookupKey() {// 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源keyreturn DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey();}
}3.3. DynamicDataSourceHolder/**** 使用ThreadLocal技术来记录当前线程中的数据源的key** @author zhijun**/public class DynamicDataSourceHolder {
//写库对应的数据源keyprivate static final String MASTER = "master";
//读库对应的数据源keyprivate static final String SLAVE = "slave";
//使用ThreadLocal记录当前线程的数据源keyprivate static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>();
/*** 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);}
}3.4. 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 zhijun**/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";
}
}
3.5. 配置2个数据源3.5.1. jdbc.propertiesjdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driverjdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=truejdbc.master.username=rootjdbc.master.password=123456
jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driverjdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=truejdbc.slave01.username=rootjdbc.slave01.password=1234563.5.2. 定义连接池<!-- 配置连接池 --><bean id="masterDataSource" class="com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource"destroy-method="close"><!-- 数据库驱动 --><property name="driverClass" value="${jdbc.master.driver}" /><!-- 相应驱动的jdbcUrl --><property name="jdbcUrl" value="${jdbc.master.url}" /><!-- 数据库的用户名 --><property name="username" value="${jdbc.master.username}" /><!-- 数据库的密码 --><property name="password" value="${jdbc.master.password}" /><!-- 检查数据库连接池中空闲连接的间隔时间,单位是分,默认值:240,如果要取消则设置为0 --><property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" /><!-- 连接池中未使用的链接较大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 --><property name="idleMaxAge" value="30" /><!-- 每个分区较大的连接数 --><property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" /><!-- 每个分区最小的连接数 --><property name="minConnectionsPerPartition" value="5" /></bean>
<!-- 配置连接池 --><bean id="slave01DataSource" class="com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource"destroy-method="close"><!-- 数据库驱动 --><property name="driverClass" value="${jdbc.slave01.driver}" /><!-- 相应驱动的jdbcUrl --><property name="jdbcUrl" value="${jdbc.slave01.url}" /><!-- 数据库的用户名 --><property name="username" value="${jdbc.slave01.username}" /><!-- 数据库的密码 --><property name="password" value="${jdbc.slave01.password}" /><!-- 检查数据库连接池中空闲连接的间隔时间,单位是分,默认值:240,如果要取消则设置为0 --><property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" /><!-- 连接池中未使用的链接较大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 --><property name="idleMaxAge" value="30" /><!-- 每个分区较大的连接数 --><property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" /><!-- 每个分区最小的连接数 --><property name="minConnectionsPerPartition" value="5" /></bean>3.5.3. 定义DataSource<!-- 定义数据源,使用自己实现的数据源 --><bean id="dataSource" class="cn.itcast.usermanage.spring.DynamicDataSource"><!-- 设置多个数据源 --><property name="targetDataSources"><map key-type="Java.lang.String"><!-- 这个key需要和程序中的key一致 --><entry key="master" value-ref="masterDataSource"/><entry key="slave" value-ref="slave01DataSource"/></map></property><!-- 设置默认的数据源,这里默认走写库 --><property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDataSource"/></bean>3.6. 配置事务管理以及动态切换数据源切面3.6.1. 定义事务管理器<!-- 定义事务管理器 --><bean id="transactionManager"class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"><property name="dataSource" ref="dataSource" /></bean>3.6.2. 定义事务策略<!-- 定义事务策略 --><tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager"><tx:attributes><!--定义查询方法都是只读的 --><tx:method name="query*" read-only="true" /><tx:method name="find*" read-only="true" /><tx:method name="get*" read-only="true" />
<!-- 主库执行操作,事务传播行为定义为默认行为 --><tx:method name="save*" propagation="REQUIRED" /><tx:method name="update*" propagation="REQUIRED" /><tx:method name="delete*" propagation="REQUIRED" />
<!--其他方法使用默认事务策略 --><tx:method name="*" /></tx:attributes></tx:advice>3.6.3. 定义切面<!-- 定义AOP切面处理器 --><bean class="cn.itcast.usermanage.spring.DataSourceAspect" id="dataSourceAspect" />
<aop:config><!-- 定义切面,所有的service的所有方法 --><aopointcut id="txPointcut" expression="execution(* xx.xxx.xxxxxxx.service.*.*(..))" />
<!-- 应用事务策略到Service切面 --><aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="txPointcut"/>
<!-- 将切面应用到自定义的切面处理器上,-9999保证该切面优先级较高执行 --><aop:aspect ref="dataSourceAspect" order="-9999"><aop:before method="before" pointcut-ref="txPointcut" /></aop:aspect></aop:config>4. 改进切面实现,使用事务策略规则匹配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。
4.1. 改进后的配置<!-- 定义AOP切面处理器 --><bean class="cn.itcast.usermanage.spring.DataSourceAspect" id="dataSourceAspect"><!-- 指定事务策略 --><property name="txAdvice" ref="txAdvice"/><!-- 指定slave方法的前缀(非必须) --><property name="slaveMethodStart" value="query,find,get"/></bean>4.2. 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 zhijun**/public class DataSourceAspect {
private List<String> slaveMethodPattern = new ArrayList<String>();
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<String, TransactionAttribute> map = (Map<String, TransactionAttribute>) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource);
//遍历nameMapfor (Map.Entry<String, TransactionAttribute> entry : map.entrySet()) {if (!entry.getValue().isReadOnly()) {//判断之后定义了ReadOnly的策略才加入到slaveMethodPatterncontinue;}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.* <p>* 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;}
}5. 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。
5.1. 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 zhijun**/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keyprivate List<Object> slaveDataSources = new ArrayList<Object>(0);
@Overrideprotected Object determineCurrentLookupKey() {// 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源keyif (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")@Overridepublic 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<Object, DataSource> resolvedDataSources = (Map<Object, DataSource>) 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<Object, DataSource> 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);}
}6. MySQL主从复制6.1. 原理
mysql主(称master)从(称slave)复制的原理:1、 master将数据改变记录到二进制日志(binary log)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)2、 slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)3、 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)6.2. 主从配置需要注意的地方1、 主DB server和从DB server数据库的版本一致2、 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]3、 主DB server开启二进制日志,主DB server和从DB server的server_id都必须6.3. 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serveridserver-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。6.4. 在主库创建同步用户#授权用户slave01使用123456密码登录mysqlgrant replication slave on *.* to 'slave01'@'127.0.0.1' identified by '123456';flush privileges;
6.5. 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
以下执行SQL:CHANGE MASTER TOmaster_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;
7. 参考资料
java操作主从的2种方式
最新推荐文章于 2025-05-27 06:30:00 发布