item ger [] 依據 sign batis repl arch 定義

1. 背景

我們一般應用對數據庫而言都是“讀多寫少”，也就說對數據庫讀取數據的壓力比較大，有一個思路就是說采用數據庫集群的方案，

其中一個是主庫，負責寫入數據，我們稱之為：寫庫；

其它都是從庫，負責讀取數據，我們稱之為：讀庫；

那麽，對我們的要求是：

1、讀庫和寫庫的數據一致；

2、寫數據必須寫到寫庫；

3、讀數據必須到讀庫；

2. 方案

解決讀寫分離的方案有兩種：應用層解決和中間件解決。

2.1. 應用層解決：

優點：

1、多數據源切換方便，由程序自動完成；

2、不需要引入中間件；

3、理論上支持任何數據庫；

缺點：

1、由程序員完成，運維參與不到；

2、不能做到動態增加數據源；

2.2. 中間件解決

優缺點：

優點：

1、源程序不需要做任何改動就可以實現讀寫分離；

2、動態添加數據源不需要重啟程序；

缺點：

1、程序依賴於中間件，會導致切換數據庫變得困難；

2、由中間件做了中轉代理，性能有所下降；

相關中間件產品使用：

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

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

3. 使用Spring基於應用層實現

3.1. 原理

在進入Service之前，使用AOP來做出判斷，是使用寫庫還是讀庫，判斷依據可以根據方法名判斷，比如說以query、find、get等開頭的就走讀庫，其他的走寫庫。

3.2. DynamicDataSource

[java] view plain copy

1. import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
3. /**
4. * 定義動態數據源，實現通過集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource，只需要實現determineCurrentLookupKey方法即可
5. *
6. * 由於DynamicDataSource是單例的，線程不安全的，所以采用ThreadLocal保證線程安全，由DynamicDataSourceHolder完成。
7. *
8. * @author zhijun
9. *
10. */
11. public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource{
13. @Override
14. protected Object determineCurrentLookupKey() {
15. // 使用DynamicDataSourceHolder保證線程安全，並且得到當前線程中的數據源key
16. return DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey();
17. }
19. }

3.3. DynamicDataSourceHolder

[java] view plain copy

1. <pre name="code" class="java">/**
2. *
3. * 使用ThreadLocal技術來記錄當前線程中的數據源的key
4. *
5. * @author zhijun
6. *
7. */
8. public class DynamicDataSourceHolder {
10. //寫庫對應的數據源key
11. private static final String MASTER = "master";
13. //讀庫對應的數據源key
14. private static final String SLAVE = "slave";
16. //使用ThreadLocal記錄當前線程的數據源key
17. private static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>();
19. /**
20. * 設置數據源key
21. * @param key
22. */
23. public static void putDataSourceKey(String key) {
24. holder.set(key);
25. }
27. /**
28. * 獲取數據源key
29. * @return
30. */
31. public static String getDataSourceKey() {
32. return holder.get();
33. }
35. /**
36. * 標記寫庫
37. */
38. public static void markMaster(){
39. putDataSourceKey(MASTER);
40. }
42. /**
43. * 標記讀庫
44. */
45. public static void markSlave(){
46. putDataSourceKey(SLAVE);
47. }
49. }

3.4. DataSourceAspect

[java] view plain copy

1. import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
2. import org.aspectj.lang.JoinPoint;
4. /**
5. * 定義數據源的AOP切面，通過該Service的方法名判斷是應該走讀庫還是寫庫
6. *
7. * @author zhijun
8. *
9. */
10. public class DataSourceAspect {
12. /**
13. * 在進入Service方法之前執行
14. *
15. * @param point 切面對象
16. */
17. public void before(JoinPoint point) {
18. // 獲取到當前執行的方法名
19. String methodName = point.getSignature().getName();
20. if (isSlave(methodName)) {
21. // 標記為讀庫
22. DynamicDataSourceHolder.markSlave();
23. } else {
24. // 標記為寫庫
25. DynamicDataSourceHolder.markMaster();
26. }
27. }
29. /**
30. * 判斷是否為讀庫
31. *
32. * @param methodName
33. * @return
34. */
35. private Boolean isSlave(String methodName) {
36. // 方法名以query、find、get開頭的方法名走從庫
37. return StringUtils.startsWithAny(methodName, "query", "find", "get");
38. }
40. }

3.5. 配置2個數據源

3.5.1. jdbc.properties

[java] view plain copy

1. jdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driver
2. jdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
3. jdbc.master.username=root
4. jdbc.master.password=123456
7. jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driver
8. jdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
9. jdbc.slave01.username=root
10. jdbc.slave01.password=123456

3.5.2. 定義連接池

[html] view plain copy

1. <!-- 配置連接池 -->
2. <bean id="masterDataSource" class="com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource"
3. destroy-method="close">
4. <!-- 數據庫驅動 -->
5. <property name="driverClass" value="${jdbc.master.driver}" />
6. <!-- 相應驅動的jdbcUrl -->
7. <property name="jdbcUrl" value="${jdbc.master.url}" />
8. <!-- 數據庫的用戶名 -->
9. <property name="username" value="${jdbc.master.username}" />
10. <!-- 數據庫的密碼 -->
11. <property name="password" value="${jdbc.master.password}" />
12. <!-- 檢查數據庫連接池中空閑連接的間隔時間，單位是分，默認值：240，如果要取消則設置為0 -->
13. <property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" />
14. <!-- 連接池中未使用的鏈接最大存活時間，單位是分，默認值：60，如果要永遠存活設置為0 -->
15. <property name="idleMaxAge" value="30" />
16. <!-- 每個分區最大的連接數 -->
17. <property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" />
18. <!-- 每個分區最小的連接數 -->
19. <property name="minConnectionsPerPartition" value="5" />
20. </bean>
22. <!-- 配置連接池 -->
23. <bean id="slave01DataSource" class="com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource"
24. destroy-method="close">
25. <!-- 數據庫驅動 -->
26. <property name="driverClass" value="${jdbc.slave01.driver}" />
27. <!-- 相應驅動的jdbcUrl -->
28. <property name="jdbcUrl" value="${jdbc.slave01.url}" />
29. <!-- 數據庫的用戶名 -->
30. <property name="username" value="${jdbc.slave01.username}" />
31. <!-- 數據庫的密碼 -->
32. <property name="password" value="${jdbc.slave01.password}" />
33. <!-- 檢查數據庫連接池中空閑連接的間隔時間，單位是分，默認值：240，如果要取消則設置為0 -->
34. <property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" />
35. <!-- 連接池中未使用的鏈接最大存活時間，單位是分，默認值：60，如果要永遠存活設置為0 -->
36. <property name="idleMaxAge" value="30" />
37. <!-- 每個分區最大的連接數 -->
38. <property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" />
39. <!-- 每個分區最小的連接數 -->
40. <property name="minConnectionsPerPartition" value="5" />
41. </bean>

3.5.3. 定義DataSource

[html] view plain copy

1. <!-- 定義數據源，使用自己實現的數據源 -->
2. <bean id="dataSource" class="cn.itcast.usermanage.spring.DynamicDataSource">
3. <!-- 設置多個數據源 -->
4. <property name="targetDataSources">
5. <map key-type="java.lang.String">
6. <!-- 這個key需要和程序中的key一致 -->
7. <entry key="master" value-ref="masterDataSource"/>
8. <entry key="slave" value-ref="slave01DataSource"/>
9. </map>
10. </property>
11. <!-- 設置默認的數據源，這裏默認走寫庫 -->
12. <property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDataSource"/>
13. </bean>

3.6. 配置事務管理以及動態切換數據源切面

3.6.1. 定義事務管理器

[html] view plain copy

1. <!-- 定義事務管理器 -->
2. <bean id="transactionManager"
3. class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
4. <property name="dataSource" ref="dataSource" />
5. </bean>

3.6.2. 定義事務策略

[html] view plain copy

1. <!-- 定義事務策略 -->
2. <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
3. <tx:attributes>
4. <!--定義查詢方法都是只讀的 -->
5. <tx:method name="query*" read-only="true" />
6. <tx:method name="find*" read-only="true" />
7. <tx:method name="get*" read-only="true" />
9. <!-- 主庫執行操作，事務傳播行為定義為默認行為 -->
10. <tx:method name="save*" propagation="REQUIRED" />
11. <tx:method name="update*" propagation="REQUIRED" />
12. <tx:method name="delete*" propagation="REQUIRED" />
14. <!--其他方法使用默認事務策略 -->
15. <tx:method name="*" />
16. </tx:attributes>
17. </tx:advice>

3.6.3. 定義切面

[html] view plain copy

1. <!-- 定義AOP切面處理器 -->
2. <bean class="cn.itcast.usermanage.spring.DataSourceAspect" id="dataSourceAspect" />
4. <aop:config>
5. <!-- 定義切面，所有的service的所有方法 -->
6. <aop:pointcut id="txPointcut" expression="execution(* xx.xxx.xxxxxxx.service.*.*(..))" />
7. <!-- 應用事務策略到Service切面 -->
8. <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="txPointcut"/>
10. <!-- 將切面應用到自定義的切面處理器上，-9999保證該切面優先級最高執行 -->
11. <aop:aspect ref="dataSourceAspect" order="-9999">
12. <aop:before method="before" pointcut-ref="txPointcut" />
13. </aop:aspect>
14. </aop:config>

4. 改進切面實現，使用事務策略規則匹配

之前的實現我們是將通過方法名匹配，而不是使用事務策略中的定義，我們使用事務管理策略中的規則匹配。

4.1. 改進後的配置

[html] view plain copy

1. <span style="white-space:pre"> </span><!-- 定義AOP切面處理器 -->
2. <bean class="cn.itcast.usermanage.spring.DataSourceAspect" id="dataSourceAspect">
3. <!-- 指定事務策略 -->
4. <property name="txAdvice" ref="txAdvice"/>
5. <!-- 指定slave方法的前綴（非必須） -->
6. <property name="slaveMethodStart" value="query,find,get"/>
7. </bean>

4.2. 改進後的實現

[java] view plain copy

1. import java.lang.reflect.Field;
2. import java.util.ArrayList;
3. import java.util.List;
4. import java.util.Map;
6. import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
7. import org.aspectj.lang.JoinPoint;
8. import org.springframework.transaction.interceptor.NameMatchTransactionAttributeSource;
9. import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttribute;
10. import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttributeSource;
11. import org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor;
12. import org.springframework.util.PatternMatchUtils;
13. import org.springframework.util.ReflectionUtils;
15. /**
16. * 定義數據源的AOP切面，該類控制了使用Master還是Slave。
17. *
18. * 如果事務管理中配置了事務策略，則采用配置的事務策略中的標記了ReadOnly的方法是用Slave，其它使用Master。
19. *
20. * 如果沒有配置事務管理的策略，則采用方法名匹配的原則，以query、find、get開頭方法用Slave，其它用Master。
21. *
22. * @author zhijun
23. *
24. */
25. public class DataSourceAspect {
27. private List<String> slaveMethodPattern = new ArrayList<String>();
29. private static final String[] defaultSlaveMethodStart = new String[]{ "query", "find", "get" };
31. private String[] slaveMethodStart;
33. /**
34. * 讀取事務管理中的策略
35. *
36. * @param txAdvice
37. * @throws Exception
38. */
39. @SuppressWarnings("unchecked")
40. public void setTxAdvice(TransactionInterceptor txAdvice) throws Exception {
41. if (txAdvice == null) {
42. // 沒有配置事務管理策略
43. return;
44. }
45. //從txAdvice獲取到策略配置信息
46. TransactionAttributeSource transactionAttributeSource = txAdvice.getTransactionAttributeSource();
47. if (!(transactionAttributeSource instanceof NameMatchTransactionAttributeSource)) {
48. return;
49. }
50. //使用反射技術獲取到NameMatchTransactionAttributeSource對象中的nameMap屬性值
51. NameMatchTransactionAttributeSource matchTransactionAttributeSource = (NameMatchTransactionAttributeSource) transactionAttributeSource;
52. Field nameMapField = ReflectionUtils.findField(NameMatchTransactionAttributeSource.class, "nameMap");
53. nameMapField.setAccessible(true); //設置該字段可訪問
54. //獲取nameMap的值
55. Map<String, TransactionAttribute> map = (Map<String, TransactionAttribute>) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource);
57. //遍歷nameMap
58. for (Map.Entry<String, TransactionAttribute> entry : map.entrySet()) {
59. if (!entry.getValue().isReadOnly()) {//判斷之後定義了ReadOnly的策略才加入到slaveMethodPattern
60. continue;
61. }
62. slaveMethodPattern.add(entry.getKey());
63. }
64. }
66. /**
67. * 在進入Service方法之前執行
68. *
69. * @param point 切面對象
70. */
71. public void before(JoinPoint point) {
72. // 獲取到當前執行的方法名
73. String methodName = point.getSignature().getName();
75. boolean isSlave = false;
77. if (slaveMethodPattern.isEmpty()) {
78. // 當前Spring容器中沒有配置事務策略，采用方法名匹配方式
79. isSlave = isSlave(methodName);
80. } else {
81. // 使用策略規則匹配
82. for (String mappedName : slaveMethodPattern) {
83. if (isMatch(methodName, mappedName)) {
84. isSlave = true;
85. break;
86. }
87. }
88. }
90. if (isSlave) {
91. // 標記為讀庫
92. DynamicDataSourceHolder.markSlave();
93. } else {
94. // 標記為寫庫
95. DynamicDataSourceHolder.markMaster();
96. }
97. }
99. /**
100. * 判斷是否為讀庫
101. *
102. * @param methodName
103. * @return
104. */
105. private Boolean isSlave(String methodName) {
106. // 方法名以query、find、get開頭的方法名走從庫
107. return StringUtils.startsWithAny(methodName, getSlaveMethodStart());
108. }
110. /**
111. * 通配符匹配
112. *
113. * Return if the given method name matches the mapped name.
114. * <p>
115. * The default implementation checks for "xxx*", "*xxx" and "*xxx*" matches, as well as direct
116. * equality. Can be overridden in subclasses.
117. *
118. * @param methodName the method name of the class
119. * @param mappedName the name in the descriptor
120. * @return if the names match
121. * @see org.springframework.util.PatternMatchUtils#simpleMatch(String, String)
122. */
123. protected boolean isMatch(String methodName, String mappedName) {
124. return PatternMatchUtils.simpleMatch(mappedName, methodName);
125. }
127. /**
128. * 用戶指定slave的方法名前綴
129. * @param slaveMethodStart
130. */
131. public void setSlaveMethodStart(String[] slaveMethodStart) {
132. this.slaveMethodStart = slaveMethodStart;
133. }
135. public String[] getSlaveMethodStart() {
136. if(this.slaveMethodStart == null){
137. // 沒有指定，使用默認
138. return defaultSlaveMethodStart;
139. }
140. return slaveMethodStart;
141. }
143. }

5. 一主多從的實現

很多實際使用場景下都是采用“一主多從”的架構的，所有我們現在對這種架構做支持，目前只需要修改DynamicDataSource即可。

5.1. 實現

[java] view plain copy

1. import java.lang.reflect.Field;
2. import java.util.ArrayList;
3. import java.util.List;
4. import java.util.Map;
5. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
7. import javax.sql.DataSource;
9. import org.slf4j.Logger;
10. import org.slf4j.LoggerFactory;
11. import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
12. import org.springframework.util.ReflectionUtils;
14. /**
15. * 定義動態數據源，實現通過集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource，只需要實現determineCurrentLookupKey方法即可
16. *
17. * 由於DynamicDataSource是單例的，線程不安全的，所以采用ThreadLocal保證線程安全，由DynamicDataSourceHolder完成。
18. *
19. * @author zhijun
20. *
21. */
22. public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
24. private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DynamicDataSource.class);
26. private Integer slaveCount;
28. // 輪詢計數,初始為-1,AtomicInteger是線程安全的
29. private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(-1);
31. // 記錄讀庫的key
32. private List<Object> slaveDataSources = new ArrayList<Object>(0);
34. @Override
35. protected Object determineCurrentLookupKey() {
36. // 使用DynamicDataSourceHolder保證線程安全，並且得到當前線程中的數據源key
37. if (DynamicDataSourceHolder.isMaster()) {
38. Object key = DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey();
39. if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
40. LOGGER.debug("當前DataSource的key為: " + key);
41. }
42. return key;
43. }
44. Object key = getSlaveKey();
45. if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
46. LOGGER.debug("當前DataSource的key為: " + key);
47. }
48. return key;
50. }
52. @SuppressWarnings("unchecked")
53. @Override
54. public void afterPropertiesSet() {
55. super.afterPropertiesSet();
57. // 由於父類的resolvedDataSources屬性是私有的子類獲取不到，需要使用反射獲取
58. Field field = ReflectionUtils.findField(AbstractRoutingDataSource.class, "resolvedDataSources");
59. field.setAccessible(true); // 設置可訪問
61. try {
62. Map<Object, DataSource> resolvedDataSources = (Map<Object, DataSource>) field.get(this);
63. // 讀庫的數據量等於數據源總數減去寫庫的數量
64. this.slaveCount = resolvedDataSources.size() - 1;
65. for (Map.Entry<Object, DataSource> entry : resolvedDataSources.entrySet()) {
66. if (DynamicDataSourceHolder.MASTER.equals(entry.getKey())) {
67. continue;
68. }
69. slaveDataSources.add(entry.getKey());
70. }
71. } catch (Exception e) {
72. LOGGER.error("afterPropertiesSet error! ", e);
73. }
74. }
76. /**
77. * 輪詢算法實現
78. *
79. * @return
80. */
81. public Object getSlaveKey() {
82. // 得到的下標為：0、1、2、3……
83. Integer index = counter.incrementAndGet() % slaveCount;
84. if (counter.get() > 9999) { // 以免超出Integer範圍
85. counter.set(-1); // 還原
86. }
87. return slaveDataSources.get(index);
88. }
90. }

6. MySQL主從復制

6.1. 原理

mysql主(稱master)從(稱slave)復制的原理：

1、master將數據改變記錄到二進制日誌(binarylog)中,也即是配置文件log-bin指定的文件(這些記錄叫做二進制日誌事件，binary log events)

2、slave將master的binary logevents拷貝到它的中繼日誌(relay log)

3、slave重做中繼日誌中的事件,將改變反映它自己的數據(數據重演)

6.2. 主從配置需要註意的地方

1、主DB server和從DB server數據庫的版本一致

2、主DB server和從DB server數據庫數據一致[ 這裏就會可以把主的備份在從上還原，也可以直接將主的數據目錄拷貝到從的相應數據目錄]

3、主DB server開啟二進制日誌,主DB server和從DB server的server_id都必須唯一

6.3. 主庫配置（windows，Linux下也類似）

在my.ini修改：

#開啟主從復制，主庫的配置

log-bin= mysql3306-bin

#指定主庫serverid

server-id=101

#指定同步的數據庫，如果不指定則同步全部數據庫

binlog-do-db=mybatis_1128

執行SQL語句查詢狀態：
SHOW MASTER STATUS

需要記錄下Position值，需要在從庫中設置同步起始值。

6.4. 在主庫創建同步用戶

#授權用戶slave01使用123456密碼登錄mysql

grant replication slave on *.* to [email protected] by ‘123456‘;

flush privileges;

6.5. 從庫配置

在my.ini修改：

#指定serverid，只要不重復即可，從庫也只有這一個配置，其他都在SQL語句中操作

server-id=102

以下執行SQL：

CHANGEMASTER TO

master_host=‘127.0.0.1‘,

master_user=‘slave01‘,

master_password=‘123456‘,

master_port=3306,

master_log_file=‘mysql3306-bin.000006‘,

master_log_pos=1120;

#啟動slave同步

STARTSLAVE;

#查看同步狀態

SHOWSLAVE STATUS;

7. 參考資料

http://www.iteye.com/topic/1127642

http://634871.blog.51cto.com/624871/1329301

使用spring實現讀寫分離