使用Spring实现读写分离

标签: spring 分离 | 发表时间:2016-03-31 22:03 | 作者:Jaakko
出处:http://www.iteye.com

 1. 使用 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:

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

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

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.  DynamicDataSource

import 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{

 

    @Override

     protected Object determineCurrentLookupKey() {

        // 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源key

         return 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key

     private  static  final String MASTER = "master";

 

    //读库对应的数据源key

     private  static  final String SLAVE = "slave";

    

    //使用ThreadLocal记录当前线程的数据源key

     private  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.  DataSourceAspect

import 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.properties

jdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driver

jdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true

jdbc.master.username=root

jdbc.master.password=123456

 

 

jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driver

jdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true

jdbc.slave01.username=root

jdbc.slave01.password=123456

3.5.2.  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最大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 -->

<property name= "idleMaxAge" value= "30" />

<!-- 每个分区最大的连接数 -->

<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最大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 -->

<property name= "idleMaxAge" value= "30" />

<!-- 每个分区最大的连接数 -->

<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Data Source

<!-- 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 -->

<aop:pointcut 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保证该切面优先级最高执行 -->

<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nameMap

         for (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slaveMethodPattern

                 continue;

            }

            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key

     private List<Object> slaveDataSources = new ArrayList<Object>(0);

 

    @Override

     protected Object determineCurrentLookupKey() {

        // 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源key

         if (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")

    @Override

     public  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.  My SQL 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都必须唯一

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server id

server-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= m ybatis_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mysql

grant 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 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;

 

# 启动 slave同步

START SLAVE;

 

#查看同步状态

SHOW SLAVE STATUS;

 



  

 

 

7.  参考资料

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

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

 

 

 

 



已有 0 人发表留言,猛击->> 这里<<-参与讨论


ITeye推荐



相关 [spring 分离] 推荐:

spring +mybatis读写分离

- - 编程语言 - ITeye博客
一、配置定义数据库连接属性. .     .     .     .     .         . .

spring实现数据库读写分离

- - 行业应用 - ITeye博客
现在大型的电子商务系统,在数据库层面大都采用读写分离技术,就是一个Master数据库,多个Slave数据库. Master库负责数据更新和 实时数据查询,Slave库当然负责非实时数据查询. 因为在实际的应用中,数据库都是读多写少(读取数据的频率高,更新数据的频率相对较少),而读取数据 通常耗时比较长,占用数据库服务器的CPU较多,从而影响用户体验.

使用Spring实现读写分离

- - 编程语言 - ITeye博客
 1. 使用 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;. 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:.

在应用层通过spring解决数据库读写分离

- - CSDN博客推荐文章
如何配置mysql数据库的主从. 单机配置mysql主从: http://my.oschina.net/god/blog/496. 常见的解决数据库读写分离有两种方案. http://neoremind.net/2011/06/spring实现数据库读写分离. 目前的一些解决方案需要在程序中手动指定数据源,比较麻烦,后边我会通过AOP思想来解决这个问题.

Spring 配置多数据源实现数据库读写分离

- - 企业架构 - ITeye博客
现在大型的电子商务系统,在数据库层面大都采用读写分离技术,就是一个Master数据库,多个Slave数据库. Master库负责数据更新和实时数据查询,Slave库当然负责非实时数据查询. 因为在实际的应用中,数据库都是读多写少(读取数据的频率高,更新数据的频率相对较少),而读取数据通常耗时比较长,占用数据库服务器的CPU较多,从而影响用户体验.

Spring + JPA实现数据库读写分离

- - 深入一点,你会更加快乐
    本文展示了如何在Spring环境中使用JPA实现dataSource的读写分离(本文没有使用JTA事务),这个东西看起来简单,其实实现起来比较蹩脚,与JDBC有很大区别.     1)使用Spring中的AbstractRoutingDataSource,辅助程序在运行时选择合适的dataSource.

Spring详解

- - CSDN博客架构设计推荐文章
Spring是一个开源的控制反转(Inversion of Control ,IoC)和面向切面(AOP)的容器框架.它的主要目的是简化企业开发.. PersonDaoBean 是在应用内部创建及维护的. 所谓控制反转就是应用本身不负责依赖对象的创建及维护,依赖对象的创建及维护是由外部容器负责的.

Spring定时

- - 行业应用 - ITeye博客
spring的定时任务配置分为三个步骤:. . . . . .

简单Spring+hessian

- - Web前端 - ITeye博客
简单的Spring+hessian. dist\modules里面的 spring-webmvc.jar . lib\caucho 里面的hessian-3.1.3.jar. 里面有个接口interface:. 建立一个model层:(实现Serializable接口). 在WEB-INF下面创建一个remoting-servlet.xml:.

Spring MVC 和 Struts2

- - CSDN博客架构设计推荐文章
Web层面的框架学习了三个Struts1和2,SpringMVC,那他们之间肯定存在一个优劣和适用的环境,Struts1和2的异同点我已经做过对比《 Struts1和Struts2》,这篇将对比下Struts2和SpringMVC的异同,下面数据基本来源于网络,本人是搜集整理所得,供大家参考. 一个项目使用什么样的技术,决定的因素很多,我所能想到的有:对系统的性能、开发的效率、团队学习的成本、业务场景等,下面尽量从这几个方面入手,来分析比较下他们之间存在的优劣.