从零开始实现 Spring Boot 简易读写分离,其实也不难嘛!

最近在学习Spring boot,写了个读写分离。并未照搬网文,而是独立思考后的成果,写完以后发现从零开始写读写分离并不难!

我最初的想法是:读方法走读库,写方法走写库(一般是主库),保证在Spring提交事务之前确定数据源.

保证在Spring提交事务之前确定数据源,这个简单,利用AOP写个切换数据源的切面,让他的优先级高于Spring事务切面的优先级。至于读,写方法的区分可以用2个注解。

但是如何切换数据库呢?我完全不知道!多年经验告诉我

当完全不了解一个技术时,先搜索学习必要知识,之后再动手尝试。

我搜索了一些网文,发现都提到了一个AbstractRoutingDataSource类。查看源码注释如下

/**
Abstract {@link javax.sql.DataSource} implementation that routes {@link #getConnection()}
 * calls to one of various target DataSources based on a lookup key. The latter is usually
 * (but not necessarily) determined through some thread-bound transaction context.
 *
 * @author Juergen Hoeller
 * @since 2.0.1
 * @see #setTargetDataSources
 * @see #setDefaultTargetDataSource
 * @see #determineCurrentLookupKey()
 */

AbstractRoutingDataSource就是DataSource的抽象,基于lookup key的方式在多个数据库中进行切换。重点关注setTargetDataSources,setDefaultTargetDataSource,determineCurrentLookupKey三个方法。那么AbstractRoutingDataSource就是Spring读写分离的关键了。

仔细阅读了三个方法,基本上跟方法名的意思一致。setTargetDataSources设置备选的数据源集合。setDefaultTargetDataSource设置默认数据源,determineCurrentLookupKey决定当前数据源的对应的key。

但是我很好奇这3个方法都没有包含切换数据库的逻辑啊!我仔细阅读源码发现一个方法,determineTargetDataSource方法,其实它才是获取数据源的实现。源码如下:

//切换数据库的核心逻辑
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;
}
//之前的2个核心方法
public void setTargetDataSources(Map<Object, Object> targetDataSources) {
 this.targetDataSources = targetDataSources;
}
public void setDefaultTargetDataSource(Object defaultTargetDataSource) {
 this.defaultTargetDataSource = defaultTargetDataSource;
}

简单说就是,根据determineCurrentLookupKey获取的key,在resolvedDataSources这个Map中查找对应的datasource!,注意determineTargetDataSource方法竟然不使用的targetDataSources!

那一定存在resolvedDataSources与targetDataSources的对应关系。我接着翻阅代码,发现一个afterPropertiesSet方法(Spring源码中InitializingBean接口中的方法),这个方法将targetDataSources的值赋予了resolvedDataSources。源码如下:

@Override
public void afterPropertiesSet() {
 if (this.targetDataSources == null) {
  throw new IllegalArgumentException("Property 'targetDataSources' is required");
 }
 this.resolvedDataSources = new HashMap<Object, DataSource>(this.targetDataSources.size());
 for (Map.Entry<Object, Object> entry : this.targetDataSources.entrySet()) {
  Object lookupKey = resolveSpecifiedLookupKey(entry.getKey());
  DataSource dataSource = resolveSpecifiedDataSource(entry.getValue());
  this.resolvedDataSources.put(lookupKey, dataSource);
 }
 if (this.defaultTargetDataSource != null) {
  this.resolvedDefaultDataSource = resolveSpecifiedDataSource(this.defaultTargetDataSource);
 }
}

afterPropertiesSet 方法,熟悉Spring的都知道,它在bean实例已经创建好,且属性值和依赖的其他bean实例都已经注入以后执行。

也就是说调用,targetDataSources,defaultTargetDataSource的赋值一定要在afterPropertiesSet前边执行。

AbstractRoutingDataSource简单总结:

AbstractRoutingDataSource,内部有一个Map<Object,DataSource>的域resolvedDataSources
determineTargetDataSource方法通过determineCurrentLookupKey方法获得key,进而从map中取得对应的DataSource。
setTargetDataSources 设置 targetDataSources
setDefaultTargetDataSource 设置 defaultTargetDataSource,
targetDataSources和defaultTargetDataSource 在afterPropertiesSet分别转换为resolvedDataSources和resolvedDefaultDataSource。
targetDataSources,defaultTargetDataSource的赋值一定要在afterPropertiesSet前边执行。

进一步了解理论后,读写分离的方式则基本上出现在眼前了。(“下列方法不唯一”)

先写一个类继承AbstractRoutingDataSource,实现determineCurrentLookupKey方法,和afterPropertiesSet方法。afterPropertiesSet方法中调用setDefaultTargetDataSourcesetTargetDataSources方法之后调用super.afterPropertiesSet

之后定义一个切面在事务切面之前执行,确定真实数据源对应的key。但是这又出现了一个问题,如何线程安全的情况下传递每个线程独立的key呢? 没错使用ThreadLocal传递真实数据源对应的key。

ThreadLocal,Thread的局部变量,确保每一个线程都维护变量的一个副本

到这里基本逻辑就想通了,之后就是写了。

DataSourceContextHolder 使用ThreadLocal存储真实数据源对应的key

public class DataSourceContextHolder {  
    private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(DataSourceContextHolder.class);
 //线程本地环境  
    private static final ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>();   
    public static void setRead() {  
        local.set(DataSourceType.read.name());  
        log.info("数据库切换到读库...");  
    }  
    public static void setWrite() {  
        local.set(DataSourceType.write.name());  
        log.info("数据库切换到写库...");  
    }  
    public static String getReadOrWrite() {  
        return local.get();  
    }  
}

DataSourceAopAspect 切面切换真实数据源对应的key,并设置优先级保证高于事务切面

@Aspect  
@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy=true,proxyTargetClass=true)  
@Component  
public class DataSourceAopAspect implements PriorityOrdered{

  @Before("execution(* com.springboot.demo.mybatis.service.readorwrite..*.*(..)) "  
            + " and @annotation(com.springboot.demo.mybatis.readorwrite.annatation.ReadDataSource) ")  
    public void setReadDataSourceType() {  
        //如果已经开启写事务了,那之后的所有读都从写库读  
            DataSourceContextHolder.setRead();    
    }  
    @Before("execution(* com.springboot.demo.mybatis.service.readorwrite..*.*(..)) "  
            + " and @annotation(com.springboot.demo.mybatis.readorwrite.annatation.WriteDataSource) ")  
    public void setWriteDataSourceType() {  
        DataSourceContextHolder.setWrite();  
    }  
 @Override
 public int getOrder() {
  /** 
         * 值越小,越优先执行 要优于事务的执行 
         * 在启动类中加上了@EnableTransactionManagement(order = 10)  
         */  
  return 1;
 }
}

RoutingDataSouceImpl实现AbstractRoutingDataSource的逻辑

@Component
public class RoutingDataSouceImpl extends AbstractRoutingDataSource {
 
 @Override
 public void afterPropertiesSet() {
  //初始化bean的时候执行,可以针对某个具体的bean进行配置
  //afterPropertiesSet 早于init-method
  //将datasource注入到targetDataSources中,可以为后续路由用到的key
  this.setDefaultTargetDataSource(writeDataSource);
  Map<Object,Object>targetDataSources=new HashMap<Object,Object>();
  targetDataSources.put( DataSourceType.write.name(), writeDataSource);
  targetDataSources.put( DataSourceType.read.name(),  readDataSource);
  this.setTargetDataSources(targetDataSources);
  //执行原有afterPropertiesSet逻辑,
  //即将targetDataSources中的DataSource加载到resolvedDataSources
  super.afterPropertiesSet();
 }
 @Override
 protected Object determineCurrentLookupKey() {
  //这里边就是读写分离逻辑,最后返回的是setTargetDataSources保存的Map对应的key
  String typeKey = DataSourceContextHolder.getReadOrWrite();  
  Assert.notNull(typeKey, "数据库路由发现typeKey is null,无法抉择使用哪个库");
  log.info("使用"+typeKey+"数据库.............");  
  return typeKey;
 }
   private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RoutingDataSouceImpl.class); 
 @Autowired  
 @Qualifier("writeDataSource")  
 private DataSource writeDataSource;  
 @Autowired  
 @Qualifier("readDataSource")  
 private DataSource readDataSource;  
}

基本逻辑实现完毕了就进行,通用设置,设置数据源,事务,SqlSessionFactory等

@Primary
@Bean(name = "writeDataSource", destroyMethod = "close")
@ConfigurationProperties(prefix = "test_write")
public DataSource writeDataSource() {
 return new DruidDataSource();
}

@Bean(name = "readDataSource", destroyMethod = "close")
@ConfigurationProperties(prefix = "test_read")
public DataSource readDataSource() {
 return new DruidDataSource();
}

 @Bean(name = "writeOrReadsqlSessionFactory")
public SqlSessionFactory 
       sqlSessionFactorys(RoutingDataSouceImpl roundRobinDataSouceProxy) 
                                                       throws Exception {
 try {
  SqlSessionFactoryBean bean = new SqlSessionFactoryBean();
  bean.setDataSource(roundRobinDataSouceProxy);
  ResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
  // 实体类对应的位置
  bean.setTypeAliasesPackage("com.springboot.demo.mybatis.model");
  // mybatis的XML的配置
  bean.setMapperLocations(resolver.getResources("classpath:mapper/*.xml"));
  return bean.getObject();
 } catch (IOException e) {
  log.error("" + e);
  return null;
 } catch (Exception e) {
  log.error("" + e);
  return null;
 }
}

@Bean(name = "writeOrReadTransactionManager")
public DataSourceTransactionManager transactionManager(RoutingDataSouceImpl 
          roundRobinDataSouceProxy) {
 //Spring 的jdbc事务管理器
 DataSourceTransactionManager transactionManager = new 
              DataSourceTransactionManager(roundRobinDataSouceProxy);
 return transactionManager;
}

其他代码,就不在这里赘述了,有兴趣可以移步完整代码。https://gitee.com/WLjava/spring-boot-readorwrite-demo

使用Spring写读写分离,其核心就是AbstractRoutingDataSource,源码不难,读懂之后,写个读写分离就简单了!

AbstractRoutingDataSource重点回顾:

AbstractRoutingDataSource,内部有一个Map<Object,DataSource>的域resolvedDataSources
determineTargetDataSource方法通过determineCurrentLookupKey方法获得key,进而从map中取得对应的DataSource。
setTargetDataSources 设置 targetDataSources
setDefaultTargetDataSource 设置 defaultTargetDataSource,
targetDataSources和defaultTargetDataSource 在afterPropertiesSet分别转换为resolvedDataSources和resolvedDefaultDataSource。
targetDataSources,defaultTargetDataSource的赋值一定要在afterPropertiesSet前边执行。
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