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。  

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