Spring主从数据库的配置和动态数据源切换原理
在大型应用程序中，配置主从数据库并使用读写分离是常见的设计模式。在Spring应用程序中，要实现读写分离，最好不要对现有代码进行改动，而是在底层透明地支持。
Spring内置了一个AbstractRoutingDataSource，它可以把多个数据源配置成一个Map，然后，根据不同的key返回不同的数据源。因为AbstractRoutingDataSource也是一个DataSource接口，因此，应用程序可以先设置好key，
访问数据库的代码就可以从AbstractRoutingDataSource拿到对应的一个真实的数据源，从而访问指定的数据库。它的结构看起来像这样：
┌───────────────────────────┐
│ controller │
│ set routing-key = "xxx" │
└───────────────────────────┘
│
▼
┌───────────────────────────┐
│ logic code │
└───────────────────────────┘
│
▼
┌───────────────────────────┐
│ routing datasource │
└───────────────────────────┘
│
┌─────────┴─────────┐
│ │
▼ ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ read-write │ │ read-only │
│ datasource │ │ datasource │
└─────────────┘ └─────────────┘
│ │
▼ ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Master DB │────▶│ Slave DB │
└─────────────┘ └─────────────┘
第一步：配置多数据源
首先，我们在SpringBoot中配置两个数据源，其中第二个数据源是ro-datasource：
spring:
datasource:
jdbc-url: jdbc:mysql://localhost/test
username: rw
password: rw_password
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
hikari:
pool-name: HikariCP
auto-commit: false
...
ro-datasource:
jdbc-url: jdbc:mysql://localhost/test
username: ro
password: ro_password
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
hikari:
pool-name: HikariCP
auto-commit: false
...
在开发环境下，没有必要配置主从数据库。只需要给数据库设置两个用户，一个rw具有读写权限，一个ro只有SELECT权限，这样就模拟了生产环境下对主从数据库的读写分离。
在SpringBoot的配置代码中，我们初始化两个数据源：
@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
/**
* Master data source.
*/
@Bean("masterDataSource")
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
DataSource masterDataSource() {
logger.info("create master datasource...");
return DataSourceBuilder.create().build();
}
/**
* Slave (read only) data source.
*/
@Bean("slaveDataSource")
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.ro-datasource")
DataSource slaveDataSource() {
logger.info("create slave datasource...");
return DataSourceBuilder.create().build();
}
...
}
第二步：编写RoutingDataSource
然后，我们用Spring内置的RoutingDataSource，把两个真实的数据源代理为一个动态数据源：
public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
@Override
protected Object determineCurrentLookupKey() {
return "masterDataSource";
}
}
对这个RoutingDataSource，需要在SpringBoot中配置好并设置为主数据源：
@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
@Bean
@Primary
DataSource primaryDataSource(
@Autowired @Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource,
@Autowired @Qualifier("slaveDataSource") DataSource slaveDataSource
) {
logger.info("create routing datasource...");
Map<Object, Object> map = new HashMap<>();
map.put("masterDataSource", masterDataSource);
map.put("slaveDataSource", slaveDataSource);
RoutingDataSource routing = new RoutingDataSource();
routing.setTargetDataSources(map);
routing.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
return routing;
}
...
}
现在，RoutingDataSource配置好了，但是，路由的选择是写死的，即永远返回"masterDataSource"，
现在问题来了：如何存储动态选择的key以及在哪设置key？
在Servlet的线程模型中，使用ThreadLocal存储key最合适，因此，我们编写一个RoutingDataSourceContext，来设置并动态存储key：
public class RoutingDataSourceContext implements AutoCloseable {
// holds data source key in thread local:
static final ThreadLocal<String> threadLocalDataSourceKey = new ThreadLocal<>();
public static String getDataSourceRoutingKey() {
String key = threadLocalDataSourceKey.get();
return key == null ? "masterDataSource" : key;
}
public RoutingDataSourceContext(String key) {
threadLocalDataSourceKey.set(key);
}
public void close() {
threadLocalDataSourceKey.remove();
}
}
然后，修改RoutingDataSource，获取key的代码如下：
public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
protected Object determineCurrentLookupKey() {
return RoutingDataSourceContext.getDataSourceRoutingKey();
}
}
这样，在某个地方，例如一个Controller的方法内部，就可以动态设置DataSource的Key：
@Controller
public class MyController {
@Get("/")
public String index() {
String key = "slaveDataSource";
try (RoutingDataSourceContext ctx = new RoutingDataSourceContext(key)) {
// TODO:
return "html... www.liaoxuefeng.com";
}
}
}
到此为止，我们已经成功实现了数据库的动态路由访问。
这个方法是可行的，但是，需要读从数据库的地方，就需要加上一大段try (RoutingDataSourceContext ctx = ...) {}代码，使用起来十分不便。有没有方法可以简化呢？
有！
我们仔细想想，Spring提供的声明式事务管理，就只需要一个@Transactional()注解，放在某个Java方法上，这个方法就自动具有了事务。
我们也可以编写一个类似的@RoutingWith("slaveDataSource")注解，放到某个Controller的方法上，这个方法内部就自动选择了对应的数据源。代码看起来应该像这样：
@Controller
public class MyController {
@Get("/")
@RoutingWith("slaveDataSource")
public String index() {
return "html... www.liaoxuefeng.com";
}
}
这样，完全不修改应用程序的逻辑，只在必要的地方加上注解，自动实现动态数据源切换，这个方法是最简单的。
想要在应用程序中少写代码，我们就得多做一点底层工作：必须使用类似Spring实现声明式事务的机制，即用AOP实现动态数据源切换。
实现这个功能也非常简单，编写一个RoutingAspect，利用AspectJ实现一个Around拦截：
@Aspect
@Component
public class RoutingAspect {
@Around("@annotation(routingWith)")
public Object routingWithDataSource(ProceedingJoinPoint joinPoint, RoutingWith routingWith) throws Throwable {
String key = routingWith.value();
try (RoutingDataSourceContext ctx = new RoutingDataSourceContext(key)) {
return joinPoint.proceed();
}
}
}
注意方法的第二个参数RoutingWith是Spring传入的注解实例，我们根据注解的value()获取配置的key。编译前需要添加一个Maven依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
到此为止，我们就实现了用注解动态选择数据源的功能。最后一步重构是用字符串常量替换散落在各处的"masterDataSource"和"slaveDataSource"。
使用限制
受Servlet线程模型的局限，动态数据源不能在一个请求内设定后再修改，也就是@RoutingWith不能嵌套。此外，@RoutingWith和@Transactional混用时，要设定AOP的优先级。
本文代码需要SpringBoot支持，JDK 1.8编译并打开-parameters编译参数。