搞定SpringBoot多数据源(2):动态数据源

对于多个数据库的处理,上一篇文章《 搞定SpringBoot多数据源(1):多套源策略 》已有提及,有多套数据源、动态数据源、参数化变更数据源等方式,本文是第二篇:“动态数据源”。动态数据源可以解决多套数据源的处理不够灵活、占用资源多等问题。用户可以根据实际的业务需要,统一操作逻辑,只要在需要切换数据源的进行处理即可。何为动态,其实是批切换数据源的时机可以动态选择,在需要的地方进行切换即可。

本文延续上一篇文章的示例,以主从场景为示例,结合代码,对动态数据源的实现进行讲解,内容包括搭建动态数据源原理、动态数据源配置、动态数据源使用,AOP 注解方式切换数据源等。

本文所涉及到的 示例代码 : https://github.com/mianshenglee/my-example/tree/master/multi-datasource ,读者可结合一起看。

2. 动态数据源流程说明

Spring Boot 的动态数据源,本质上是把多个数据源存储在一个 Map 中,当需要使用某个数据源时,从 Map 中获取此数据源进行处理。而在 Spring 中,已提供了抽象类 AbstractRoutingDataSource 来实现此功能。因此,我们在实现动态数据源的,只需要继承它,实现自己的获取数据源逻辑即可。动态数据源流程如下所示:

搞定SpringBoot多数据源(2):动态数据源

用户访问应用,在需要访问不同的数据源时,根据自己的数据源路由逻辑,访问不同的数据源,实现对应数据源的操作。本示例中的两数据库的分别有一个表 test_user ,表结构一致,为便于说明,两个表中的数据是不一样的。两个表结构可在 示例代码 中的 sql 目录中获取。

3. 实现动态数据源

3.1 说明及数据源配置

3.1.1 包结构说明

本示例中,主要有以下几个包:

├─annotation ---- // 自定义注解
├─aop ----------- // 切面
├─config -------- // 数据源配置
├─constants ----- // 常用注解
├─context ------- // 自定义上下文
├─controller ---- // 访问接口
├─entity -------- // 实体
├─mapper -------- // 数据库dao操作
├─service ------- // 服务类
└─vo ------------ // 视图返回数据
复制代码

3.1.2 数据库连接信息配置

Spring Boot 的默认配置文件是 application.properties ,由于有两个数据库配置,独立配置数据库是好的实践,因此添加配置文件 jbdc.properties ,添加以下自定义的主从数据库配置:

# master
spring.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.master.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/mytest?useSSL=false&serverTimezone=GMT%2B8&characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.master.username=root
spring.datasource.master.password=111111

# slave
spring.datasource.slave.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.slave.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/my_test1?useSSL=false&serverTimezone=GMT%2B8&characterEncoding=UTF-8
spring.datasource.slave.username=root
spring.datasource.slave.password=111111
复制代码

3.1.3 数据源配置

根据连接信息,把数据源注入到 Spring 中,添加 DynamicDataSourceConfig 文件,配置如下:

@Configuration
@PropertySource("classpath:config/jdbc.properties")
@MapperScan(basePackages = "me.mason.demo.dynamicdatasource.mapper")
public class DynamicDataSourceConfig {
    @Bean(DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER)
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")
    public DataSource masterDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE)
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")
    public DataSource slaveDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }
}
复制代码

注意:

  • 此处使用 PropertySource 指定配置文件, ConfigurationProperties 指定数据源配置前缀
  • 使用 MapperScan 指定包,自动注入相应的 mapper 类。
  • 把数据源常量写在 DataSourceConstants 类中
  • 从此配置可以看到,已经把 SqlSessionFactory 这个配置从代码中擦除,直接使用 Spring Boot 自动配置的 SqlSessionFactory 即可,无需我们自己配置。

3.2 动态数据源设置

前面的配置已把多个数据源注入到 Spring 中,接着对动态数据源进行配置。

3.2.1 动态数据源配置

(1) 添加jdbc依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
复制代码

(2) 添加动态数据源类

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        // 此处暂时返回固定 master 数据源, 后面按动态策略修改
        return DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER;
    }
}
复制代码

注意:

  • 继承抽象类 AbstractRoutingDataSource ,需要实现方法 determineCurrentLookupKey ,即路由策略。
  • 动态路由策略下一步实现,当前策略直接返回 master 数据源

(3) 设置动态数据源为主数据源

在前面的数据源配置文件 DynamicDataSourceConfig 中,添加以下代码:

@Bean
@Primary
public DataSource dynamicDataSource() {
    Map<Object, Object> dataSourceMap = new HashMap<>(2);
    dataSourceMap.put(DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER, masterDataSource());
    dataSourceMap.put(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE, slaveDataSource());
    //设置动态数据源
    DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource();
    dynamicDataSource.setTargetDataSources(dataSourceMap);
    dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource());

    return dynamicDataSource;
}
复制代码
Primary

同时,需要在 DynamicDataSourceConfig 中,排除 DataSourceAutoConfiguration 的自动配置,否则 会出现 The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle 的错误。

@EnableAutoConfiguration(exclude = { DataSourceAutoConfiguration.class })
复制代码

3.2.2 动态选择数据源

**(1) 数据源 key 的上下文 **

前面固定写了一个数据源路由策略,总是返回 master,显然不是我们想要的。我们想要的是在需要的地方,想切换就切换。因此,需要有一个动态获取数据源 key 的地方(我们称为上下文),对于 web 应用,访问以线程为单位,使用 ThreadLocal 就比较合适,如下:

public class DynamicDataSourceContextHolder {
    /**
     * 动态数据源名称上下文
     */
    private static final ThreadLocal<String> DATASOURCE_CONTEXT_KEY_HOLDER = new ThreadLocal<>();
    /**
     * 设置/切换数据源
     */
    public static void setContextKey(String key){
        DATASOURCE_CONTEXT_KEY_HOLDER.set(key);
    }
    /**
     * 获取数据源名称
     */
    public static String getContextKey(){
        String key = DATASOURCE_CONTEXT_KEY_HOLDER.get();
        return key == null?DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER:key;
    }

    /**
     * 删除当前数据源名称
     */
    public static void removeContextKey(){
        DATASOURCE_CONTEXT_KEY_HOLDER.remove();
    }
复制代码
  • 以 DATASOURCE_CONTEXT_KEY_HOLDER 存储需要使用数据源 key

  • getContextKey 时,若 key 为空,默认返回 master

(2) 设置动态数据 DynamicDataSource 路由策略

我们需要达到的路由策略是,当设置数据源 key 到上下文,则从上下文中得到此数据源 key ,从而知道使用此对应的数据源。因此,修改前面 DynamicDataSourcedetermineCurrentLookupKey 方法如下:

@Override
protected Object determineCurrentLookupKey() {
    return DynamicDataSourceContextHolder.getContextKey();
}
复制代码

3.2.3 动态数据源使用

有了上面的动态路由选择,则不需要像之前的多套数据源那样,mapper、entity、service等都写一套相同逻辑的代码,因为是主从,一般来说数据库结构是一致的,只需要一套entity、mapper、service即可,在需要在不同的数据源进行操作时,直接对上下文进行设置即可。如下:

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class TestUserController {

    @Autowired
    private TestUserMapper testUserMapper;

    /**
     * 查询全部
     */
    @GetMapping("/listall")
    public Object listAll() {
        int initSize = 2;
        Map<String, Object> result = new HashMap<>(initSize);
        //默认master查询
        QueryWrapper<TestUser> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
        List<TestUser> resultData = testUserMapper.selectAll(queryWrapper.isNotNull("name"));
        result.put(DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER, resultData);

        //切换数据源,在slave查询
        DynamicDataSourceContextHolder.setContextKey(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE);
        List<TestUser> resultDataSlave = testUserMapper.selectList(null);
        result.put(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE, resultDataSlave);
        //恢复数据源
        DynamicDataSourceContextHolder.removeContextKey();
        //返回数据
        return ResponseResult.success(result);
    }

}
复制代码
  • 默认是使用 master 数据源查询
  • 使用上下文的 setContextKey 来切换数据源,使用完后使用 removeContextKey 进行恢复

3.3 使用 AOP 选择数据源

经过上面的动态数据源配置,可以实现动态数据源切换,但我们会发现,在进行数据源切换时,都需要做 setContextKeyremoveContextKey 操作,如果需要切换的方法比多,就会发现很多重复的代码,如何消除这些重复的代码,就需要用到动态代理了,如果不了解动态代理,可以参考一下我的这篇文章《 java开发必学知识:动态代理 》。在 Spring 中,AOP 的实现也是基于动态代理的。此处,我们希望通过注解的方式指定函数需要的数据源,从而消除数据源切换时产品的模板代码。

3.3.1 定义数据源注解

annotation 包中,添加数据源注解 DS ,此注解可以写在类中,也可以写在方法定义中,如下所示:

@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DS {
    /**
     * 数据源名称
     */
    String value() default DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER;
}
复制代码

3.3.2 定义数据源切面

定义数据源切面,此切面可以针对使用了 DS 注解的方法或者类,进行数据源切换。

(1)添加aop依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
复制代码

(2) 定义切面

@Aspect
@Component
public class DynamicDataSourceAspect {
    @Pointcut("@annotation(me.mason.demo.dynamicdatasource.annotation.DS)")
    public void dataSourcePointCut(){

    }

    @Around("dataSourcePointCut()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        String dsKey = getDSAnnotation(joinPoint).value();
        DynamicDataSourceContextHolder.setContextKey(dsKey);
        try{
            return joinPoint.proceed();
        }finally {
            DynamicDataSourceContextHolder.removeContextKey();
        }
    }

    /**
     * 根据类或方法获取数据源注解
     */
    private DS getDSAnnotation(ProceedingJoinPoint joinPoint){
        Class<?> targetClass = joinPoint.getTarget().getClass();
        DS dsAnnotation = targetClass.getAnnotation(DS.class);
        // 先判断类的注解,再判断方法注解
        if(Objects.nonNull(dsAnnotation)){
            return dsAnnotation;
        }else{
            MethodSignature methodSignature = (MethodSignature)joinPoint.getSignature();
            return methodSignature.getMethod().getAnnotation(DS.class);
        }
    }
}
复制代码
annotation
DS

3.3.3 使用 AOP 进行数据源切换

在service层,我们定义一个 TestUserService ,里面有两个方法,分别是从 master 和 slave 中获取数据,使用了注解 DS ,如下:

/**
 * 查询master库User
 */
@DS(DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER)
public List<TestUser> getMasterUser(){
    QueryWrapper<TestUser> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
    return testUserMapper.selectAll(queryWrapper.isNotNull("name"));
}

/**
 * 查询slave库User
 */
@DS(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE)
public List<TestUser> getSlaveUser(){ return testUserMapper.selectList(null); }
复制代码

这样定义后,在 controller 层的处理就可以变成:

@GetMapping("/listall")
public Object listAll() {
	int initSize = 2;
	Map<String, Object> result = new HashMap<>(initSize);
	//默认master数据源查询
	List<TestUser> masterUser = testUserService.getMasterUser();
	result.put(DataSourceConstants.DS_KEY_MASTER, masterUser);
	//从slave数据源查询
	List<TestUser> slaveUser = testUserService.getSlaveUser();
	result.put(DataSourceConstants.DS_KEY_SLAVE, slaveUser);
	//返回数据
	return ResponseResult.success(result);
}
复制代码

由此可见,已经把数据库切换的模板代码消除,只需要关注业务逻辑处理即可。这就是AOP的好处。

4. 再思考一下

经过上面的动态数据源及 AOP 选择数据源的讲解,我们可以看到动态数据源已经很灵活,想切换只需在上下文中进行设置数据源即可,也可以直接在方法或类中使用注解来完成。现在我们是手动编码实现的,其实,对于MyBatis Plus ,它也提供了一个 动态数据源的插件 ,有兴趣的小伙伴也可以根据它的官方文档进行实验使用。

对于动态数据源,还有哪些地方需要考虑或者说值得改进的地方呢?

  • 事务如何处理?其实在开发中应该尽量避免跨库事务,但如果避免不了,则需要使用分布式事务
  • 对于当前的动态数据源,相对来说还是固定的数据源(如一主一从,一主多从等),即在编码时已经确定的数据库数量,只是在具体使用哪一个时进行动态处理。如果数据源本身并不确定,或者说需要根据用户输入来连接数据库,这时,如何处理呢?这种情况出现得比较多的是在对多个数据库进行管理时的处理。这种情况,我将在下一篇文章中进行讲解,我把它叫做"参数化变更数据源"。

5. 总结

本文对动态数据源的实现进行了讲解,主要是动态数据源的配置、实现、使用,另外还使用 AOP 消除切换数据源时的模板代码,使我们开发专注于业务代码,最后对动态数据源的进行了一下扩展思考。希望小伙伴们可以掌握动态数据源的处理。

本文配套的示例, 示例代码 ,有兴趣的可以运行示例来感受一下。

参考资料

  • Spring主从数据库的配置和动态数据源切换原理 : https://www.liaoxuefeng.com/article/1182502273240832
  • 多数据源与动态数据源的权衡 : https://juejin.im/post/5b790a866fb9a019ea01f38c
  • 谈谈Spring Boot 数据源加载及其多数据源简单实现 : https://juejin.im/post/5cb0023d5188250df17d4ffc
  • Spring Boot 和 MyBatis 实现多数据源、动态数据源切换 : https://juejin.im/post/5a927d23f265da4e7e10d740

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原文 

https://juejin.im/post/5e21cdbf5188252c6c478520

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