大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
java读写分离的实现
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;(这个是很重要的一个问题,处理业务逻辑要放在service层去处理,不要在dao或者mapper层面去处理)
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;
3. 使用Spring基于应用层实现
3.1. 原理
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
<pre name="code" class="java">/** * * 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 --> <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,所以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. 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(binarylog)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 logevents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)
可能有些朋友主从数据库的ip地址、用户名和账号配置不是很清楚,下面是我测试的主从配置,ip都是127.0.0.1,我在讲完自己的例子后,还会写
一个主从ip是不相同的配置的例子,大家可以通过这个例子去更加直观的了解配置方法。
在my.ini [mysqld] 下面修改(从库也是如此):
#开启主从复制,主库的配置
log-bin= mysql3306-bin
#指定主库serverid
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=mybatis_1128
(my.ini中输入的这些命令一定要和下面有一行空格,不然MySQL不识别)
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。
另外我再说一点,如果您在mysql执行SHOW MASTER STATUS 发现配置在my.ini中的内容没有起到效果,可能原因是并没有选择对my.ini文件,也可能是您没有重启服务,很大概率是后者造成的原因,
要想使配置生效,必须关掉MySQL服务,再重新启动。
关闭服务的方法:
win键打开,输入services.msc调出服务:
再启动SQLyog,发现配置已经生效了。
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(使用从机的root账户执行):
CHANGE MASTER TO
master_host=’127.0.0.1′,//主机的ip地址
master_user=’slave01′,//主机的用户(就是刚刚在主机通过sql创建出来的账户)
master_password=’123456′,
master_port=3306,
master_log_file=’mysql3306-bin.000006′,//File
master_log_pos=1120;//Position
#启动slave同步
START SLAVE;
#查看同步状态
SHOW SLAVE STATUS;
下面是ip不同的两台电脑的主从配置方法:
主数据库所在的操作系统:win7
主数据库的版本:5.0
主数据库的ip地址:192.168.1.111
从数据库所在的操作系统:linux
从数据的版本:5.0
从数据库的ip地址:192.168.1.112
介绍完了环境,就聊聊配置步骤:
1、确保主数据库与从数据库一模一样。
例如:主数据库里的a的数据库里有b,c,d表,那从数据库里的就应该有一个模子刻出来的a的数据库和b,c,d表
2、在主数据库上创建同步账号。
GRANT REPLICATION SLAVE,FILE ON *.* TO ‘mstest’@’192.168.1.112’ IDENTIFIED BY ‘123456’;
192.168.1.112:是运行使用该用户的ip地址
mstest:是新创建的用户名
123456:是新创建的用户名的密码
以上命令的详细解释,最好百度一下,写太多反到更加更不清思路。
3、配置主数据库的my.ini(因为是在window下,所以是my.ini不是my.cnf)。
[mysqld]
server-id=1
log-bin=log
binlog-do-db=mstest //要同步的mstest数据库,要同步多个数据库,就多加几个binlog-do-db=数据库名
binlog-ignore-db=mysql //要忽略的数据库
4、配置从数据库的my.cnf。
[mysqld]
server-id=2
master-host=192.168.1.111
master-user=mstest //第一步创建账号的用户名
master-password=123456 //第一步创建账号的密码
master-port=3306
master-connect-retry=60
replicate-do-db=mstest //要同步的mstest数据库,要同步多个数据库,就多加几个replicate-do-db=数据库名
replicate-ignore-db=mysql //要忽略的数据库
5、验证是否成功
进入mysql,后输入命令:show slave status\G。将显示下图。如果slave_io_running和slave_sql_running都为yes,那么表明可以成功同步了
6、测试同步数据。
进入主数据库输入命令:insert into one(name) values(‘beijing’);
然后进入从数据库输入命令:select * from one;
如果此时从数据库有获取到数据,说明同步成功了,主从也就实现了
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。
转自:https://www.cnblogs.com/ngy0217/p/8987508.html
发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/129238.html原文链接:https://javaforall.cn
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