Springboot实现Mysql的读写分离

本文详细介绍了如何在Spring Boot项目中利用AbstractRoutingDataSource和AOP实现读写分离,包括配置多个数据源、动态路由选择、使用ThreadLocal绑定数据源及AOP前置通知来控制SQL操作。通过实例代码展示如何利用枚举类和注解进行特殊情况的控制。

一、描述

读写分离就是对于一条SQL该选择哪一个数据库去执行,至于谁来做选择数据库这件事,有两个,要么使用中间件帮我们做,要么程序自己做。一般来说,读写分离有两种实现方式。第一种是依靠中间件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,去选择指定的数据源;第二种是应用程序自己去做分离。这里我用程序自己来做,主要是利用Spring提供的路由数据源,以及AOP。

二、AbstractRoutingDataSource 

SpringBoot提供了AbstractRoutingDataSource类根据用户定义的规则选择当前的数据源,这样我们可以在执行查询之前,设置使用的数据源。实现可动态路由的数据源,在每次数据库查询操作前执行。它的抽象方法 determineCurrentLookupKey() 决定使用哪个数据源。

 

三、代码实现 

工程目录结构

(1)Maven依赖

<dependencies>
        <!--SpringBoot集成Aop起步依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
        </dependency>

        <!--SpringBoot集成Jdbc起步依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>

        <!--SpringBoot集成WEB起步依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <!--mybatis集成SpringBoot起步依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.1.3</version>
        </dependency>

        <!--MySQL驱动-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>

        <!--SpringBoot单元测试依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
    </dependencies>

(2)yml文件配置

spring:
  datasource:
    master:
      jdbc-url: jdbc:mysql://192.168.200.199:3306/read_write_splitting?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: root
      password: 362623
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    slave1:
      jdbc-url: jdbc:mysql://192.168.200.200:3306/read_write_splitting?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: huaxin   # 只读账户
      password: 362623
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    slave2:
      jdbc-url: jdbc:mysql://192.168.200.201:3306/read_write_splitting?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
      username: huaxin   # 只读账户
      password: 362623
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

#MyBatis
mybatis:
  mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
  type-aliases-package: huaxin.entity

(3)配置多数据源

这里配置了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。 

package zqb.config;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

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

/**
 * 关于数据源配置,参考SpringBoot官方文档第79章《Data Access》
 * 79. Data Access
 * 79.1 Configure a Custom DataSource
 * 79.2 Configure Two DataSources
 * 这里配置了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。
 */

@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;
    }

}

 

(4)配置Mybatis指定数据源

package zqb.config;

import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

import javax.annotation.Resource;
import javax.sql.DataSource;

/**
 * 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。
 * @author zqb
 */
@EnableTransactionManagement
@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);
    }
}

 (5)定义一个枚举类来代表这三个数据源

package zqb.config;

/**
 * 定义一个枚举来代表这三个数据源
 * @author zqb
 */

public enum DBTypeEnum {
    MASTER, SLAVE1, SLAVE2;
}

 (6)通过ThreadLocal将数据源绑定到每个线程上下文中

package zqb.config;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 通过ThreadLocal将数据源设置到每个线程上下文中
 * @author zqb
 */
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");
        }
    }

}

(7)通过Aop的前置通知来设置要使用的路由key(数据源)

package zqb.config;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 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)
 * @author zqb
 *
 */
@Aspect
@Component
public class DataSourceAop {

    @Pointcut("!@annotation(zqb.annotation.Master) " +
            "&& (execution(* zqb.service.*.select*(..)) " +
            "|| execution(* zqb.service..*.find*(..)))")
    public void readPointcut() {

    }

    @Pointcut("@annotation(zqb.annotation.Master) " +
            "|| execution(* zqb.service..*.save*(..)) " +
            "|| execution(* zqb.service..*.add*(..)) " +
            "|| execution(* zqb.service..*.update*(..)) " +
            "|| execution(* zqb.service..*.edit*(..)) " +
            "|| execution(* zqb..*.delete*(..)) " +
            "|| execution(* zqb..*.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.zqb.service.impl.*.*(..))")
//    public void before(JoinPoint jp) {
//        String methodName = jp.getSignature().getName();
//
//        if (StringUtils.startsWithAny(methodName, "get", "select", "find")) {
//            DBContextHolder.slave();
//        }else {
//            DBContextHolder.master();
//        }
//    }
}

 (8)获取当前线程上绑定的路由key

package zqb.config;

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

/**
 * 获取路由key
 * @author x3626
 */
public class MyRoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Nullable
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DBContextHolder.get();
    }
}

(9)特殊情况下我们需要强制读主库,针对这种情况,我们定义一个注解,用该注解标注的就读主库 

package zqb.annotation;
public @interface Master {}

(10)测试 

 

 

 

(11)给查询所有添加@Master注解

 

### Spring Boot 中实现 MySQL 读写分离的解决方案 在现代应用系统中,随着业务的增长和用户量的增加,数据库的读写压力也随之增大。为了提高数据库的性能和吞吐量,读写分离成为了一种常用的解决方案。以下是基于 Spring Boot 和 MySQL读写分离实现方案。 #### 1. 数据源配置 在 `application.yml` 或 `application.properties` 文件中,需要配置两个数据源:一个用于主库(写操作),另一个用于从库(读操作)。以下是一个典型的配置示例: ```yaml spring: datasource: master: url: jdbc:mysql://localhost:3306/master_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC username: root password: 123456 driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver slave: url: jdbc:mysql://localhost:3306/slave_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC username: root password: 123456 driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver ``` 通过上述配置,可以分别定义主库和从库的数据源[^3]。 #### 2. 动态数据源切换 动态数据源切换是实现读写分离的核心部分。Spring Boot 提供了 `AbstractRoutingDataSource` 类,可以通过自定义逻辑实现数据源的动态切换。以下是实现步骤: - **创建自定义数据源类** 继承 `AbstractRoutingDataSource` 并重写 `determineCurrentLookupKey` 方法,用于决定当前使用哪个数据源。 ```java public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource { @Override protected Object determineCurrentLookupKey() { return DataSourceContextHolder.getDataSourceType(); } } ``` - **定义数据源上下文** 创建一个线程安全的上下文工具类,用于存储当前线程的数据源类型。 ```java public class DataSourceContextHolder { private static final ThreadLocal<String> contextHolder = new ThreadLocal<>(); public static void setDataSourceType(String dataSourceType) { contextHolder.set(dataSourceType); } public static String getDataSourceType() { return contextHolder.get(); } public static void clearDataSourceType() { contextHolder.remove(); } } ``` - **配置数据源** 在 Spring 配置类中,将主库和从库注册到 `DynamicDataSource` 中,并设置默认数据源。 ```java @Configuration public class DataSourceConfig { @Bean public DataSource dynamicDataSource(@Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource, @Qualifier("slaveDataSource") DataSource slaveDataSource) { Map<Object, Object> dataSourceMap = new HashMap<>(); dataSourceMap.put("master", masterDataSource); dataSourceMap.put("slave", slaveDataSource); DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource(); dynamicDataSource.setTargetDataSources(dataSourceMap); dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource); // 默认为主库 return dynamicDataSource; } @Bean @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master") public DataSource masterDataSource() { return DataSourceBuilder.create().build(); } @Bean @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave") public DataSource slaveDataSource() { return DataSourceBuilder.create().build(); } } ``` #### 3. 数据源路由规则 根据业务需求,可以在代码中动态切换数据源。例如,在执行查询操作时切换到从库,而在执行插入、更新或删除操作时切换到主库。 ```java @Service public class UserService { @Autowired private UserMapper userMapper; public List<User> getAllUsers() { DataSourceContextHolder.setDataSourceType("slave"); // 切换到从库 try { return userMapper.selectAll(); } finally { DataSourceContextHolder.clearDataSourceType(); // 清除数据源 } } public void saveUser(User user) { DataSourceContextHolder.setDataSourceType("master"); // 切换到主库 try { userMapper.insert(user); } finally { DataSourceContextHolder.clearDataSourceType(); // 清除数据源 } } } ``` #### 4. 测试与验证 完成上述配置后,可以通过单元测试或集成测试验证读写分离的效果。确保查询操作正确地路由到从库,而写操作路由到主库。 --- ### 总结 通过以上步骤,可以实现 Spring Boot 环境下的 MySQL 读写分离。关键点在于配置多个数据源并通过 `AbstractRoutingDataSource` 实现动态切换。此外,还需要根据具体的业务场景设计合理的路由规则[^1]。
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