怎么在java中利用spring实现读写分离

怎么在java中利用spring实现读写分离？相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

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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

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 holder = new ThreadLocal();
 /**
  * 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

3.5.3.  定义DataSource

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

3.6.2.  定义事务策略

3.6.3.  定义切面

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

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 slaveMethodPattern = new ArrayList(); 
 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 map = (Map) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource);
  //遍历nameMap
  for (Map.Entry 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.
  * 

  * 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