💧 S p r i n g A O P + 主从数据源切换 + 读写分离 + 自定义注解案例实战! \color{#FF1493}{Spring AOP + 主从数据源切换 + 读写分离 + 自定义注解 案例实战!} SpringAOP+主从数据源切换+读写分离+自定义注解案例实战!💧
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文章目录
- [🐳Spring AOP + 自定义注解 + 数据源 实现主从库切换&读写分离 项目实战](#🐳Spring AOP + 自定义注解 + 数据源 实现主从库切换&读写分离 项目实战)
-
- 准备工作
- config目录各文件介绍
-
- [定义Spring AOP的切面类 DataSourceAop](#定义Spring AOP的切面类 DataSourceAop)
- 配置数据源和动态数据源切换
- 创建自定义注解
- 定义数据库读写分离的工具类DBContextHolder
- 定义枚举类DBTypeEnum
- 配置Mybatis指定数据源:SqlSessionFactory和事务管理器
- 自定义数据源路由类MyRoutingDataSource
- config配置类总结
- 其他文件说明
- 功能演示
- 总结
- 🐳结语
🐳Spring AOP + 自定义注解 + 数据源 实现主从库切换&读写分离 项目实战
在现代的应用程序开发中,数据库读写分离是提高应用性能和可伸缩性的重要策略之一。Spring AOP 和自定义注解为我们提供了实现读写分离的有效工具,而德鲁伊(Druid)数据源则为我们提供了高性能的连接池,我们用它来实现动态数据源。本篇博客将带领你一步一步实现 Spring AOP 结合自定义注解和动态数据源实现主从数据库切换以及读写分离。
准备工作
项目搭建以及相关依赖
💧首先,我们需要确保已经创建好了一个 Spring Boot (2.x.x)
项目,并添加了相关依赖。
xml
<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid</artifactId>
<version>1.2.8</version>
</dependency>
<!--SpringBoot集成Aop起步依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
<!--SpringBoot集成WEB起步依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!--mybatis集成SpringBoot起步依赖-->
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>2.1.3</version>
</dependency>
<!--MySQL驱动-->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>2.0.12</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
💧项目结构如图所示:
书写yml文件
💧我们在application.yml
中配置一下主从数据源
yml
server:
port: 8080
spring:
datasource:
#主数据源
master:
type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://yourhost:3306/yourdp?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=true&serverTimezone=GMT%2B8
username:
password:
#从数据源
slave:
type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://yourhost:3306/yourdp?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=true&serverTimezone=GMT%2B8
username:
password:
数据库准备
💧准备两个数据库,分别作为主从数据库(当然,这里不用强制实现它们俩直接的主从关系 ),然后分别建 user2
表,然后准备一个可以作为区分的数据。如果有不清楚如何实现mysql主从复制的同学可以看看我的这篇文章:docker实现mysql 主从复制
sql
CREATE TABLE `user2` (
`user_id` int NOT NULL,
`account` varchar(255) DEFAULT NULL,
`nickname` varchar(255) DEFAULT NULL,
`password` varchar(255) DEFAULT NULL,
`headimage_url` varchar(255) DEFAULT NULL,
`introduce` varchar(255) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;
config目录各文件介绍
定义Spring AOP的切面类 DataSourceAop
💧DataSourceAop 是一个Spring AOP切面类,用于拦截方法调用,并根据方法的特定条件来选择数据源类型。它通过@Pointcut
定义了两个切点表达式,分别用于读操作和写操作的方法。在前置通知方法中,根据目标方法上是否存在 @Master
注解,来决定使用主库还是从库。这样,通过AOP的切面功能,实现了数据库的读写分离。
java
package com.lxr.demo.config;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 默认情况下,所有的查询都走从库,插入/修改/删除走主库。我们通过方法名来区分操作类型(CRUD)
* <p>
* 切面不能建立在DAO层,事务是在service开启的,到dao层再切换数据源,那事务就废了
*/
@Aspect
@Component
public class DataSourceAop {
/**
* 第一个"*"符号 表示返回值的类型任意;
* com.sample.service.impl AOP所切的服务的包名,即,我们的业务部分
* 包名后面的".." 表示当前包及子包
* 第二个"*" 表示类名,*即所有类。此处可以自定义,下文有举例
* .*(..) 表示任何方法名,括号表示参数,两个点表示任何参数类型
* <p>
* 这是一个切点表达式,它定义了一个切点,该切点在执行以下条件时成立:
* !@annotation(com.lxr.demo.config.Master): 这表示切点会排除那些带有@com.lxr.demo.config.Master注解的方法。
* execution(* com.lxr.demo.service.*.select*(..)):
* 表示切点会包含所有com.lxr.demo.service包下以select开头的方法,并且方法参数可以是任意个数、任意类型。
* execution(* com.lxr.demo.service..*.find*(..)):
* 表示切点会包含所有com.lxr.demo.service包及其子包下以find开头的方法,并且方法参数可以是任意个数、任意类型。
*/
@Pointcut("!@annotation(com.lxr.demo.config.Master) " +
"&& (execution(* com.lxr.demo.service.*.select*(..)) || execution(* com.lxr.demo.service..*.find*(..)) ) ")
public void readPointcut() {
}
@Pointcut("@annotation(com.lxr.demo.config.Master) " +
"|| execution(* com.lxr.demo.service..*.save*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo.service..*.add*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo.service..*.insert*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo.service..*.update*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo.service..*.edit*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo..*.delete*(..)) " +
"|| execution(* com.lxr.demo..*.remove*(..))")
public void writePointcut() {
}
@Before("readPointcut()")
public void read(JoinPoint jp) {
/**
* JoinPoint对象封装了SpringAop中切面方法的信息,在切面方法中添加JoinPoint参数,就可以获取到封装了该方法信息的JoinPoint对象.
* 常用api:
*
* 方法名 功能
* Signature getSignature(); 获取封装了署名信息的对象,在该对象中可以获取到目标方法名,所属类的Class等信息
* Object[] getArgs(); 获取传入目标方法的参数对象
* Object getTarget(); 获取被代理的对象
* Object getThis(); 获取代理对象
*/
//获取当前的方法信息
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) jp.getSignature();//方法头指定修饰符(例如static)、返回值类型、方法名、和形式参数。
Method method = methodSignature.getMethod();
//判断方法上是否存在注解@Master
boolean present = method.isAnnotationPresent(Master.class);//判断注解是否存在该元素上,如果有则返回true,否则false
if (!present) {
//如果不存在,默认走从库读
System.out.println("no");
DBContextHolder.slave();
} else {
//如果存在,走主库读
System.out.println("yes");
DBContextHolder.master();
}
}
@Before("writePointcut()")
public void write() {
System.out.println("write");
DBContextHolder.master();
}
/**
* 另一种写法:if...else... 判断哪些需要读从数据库,其余的走主数据库
*/
// @Before("execution(* com.cjs.example.service.impl.*.*(..))")
// public void before(JoinPoint jp) {
// String methodName = jp.getSignature().getName();
//
// if (StringUtils.startsWithAny(methodName, "get", "select", "find")) {
// DBContextHolder.slave();
// }else {
// DBContextHolder.master();
// }
// }
}
配置数据源和动态数据源切换
💧我们首先创建一个配置类 DataSourceConfig
来配置德鲁伊数据源和动态数据源切换。这个配置类中使用了@Configuration和@Bean注解,定义了两个数据源(主库和从库)和一个动态数据源。动态数据源会根据业务需求自动选择主库还是从库,从而实现了读写分离的功能。这在多数据库场景下非常有用,可以提高数据库的读取性能。
java
package com.lxr.demo.config;
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.sql.DataSource;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* 增加了 DataSourceConfig 这个配置文件之后,需要添加druid连接池,单数据源自动装载时不会出这样的问题
*
* @Configuration 注解,表明这就是一个配置类,指示一个类声明一个或者多个@Bean 声明的方法并且由Spring容器统一管理,以便在运行时为这些bean生成bean的定义和服务请求的类。
*/
@Configuration
public class DataSourceConfig {
/**
* 注入主库数据源
*/
@Bean
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")
public DataSource masterDataSource() {
return new DruidDataSource();
}
/**
* 注入从库数据源
*/
@Bean
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")
public DataSource slaveDataSource() {
return new DruidDataSource();
}
/**
* 配置选择数据源
*
* @param masterDataSource
* @param slaveDataSource
* @return DataSource
*/
@Bean
public DataSource myRoutingDataSource(@Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource, @Qualifier("slaveDataSource") DataSource slaveDataSource) {
Map<Object, Object> targetDataSource = new HashMap<>();
targetDataSource.put(DBTypeEnum.MASTER, masterDataSource);
targetDataSource.put(DBTypeEnum.SLAVE, slaveDataSource);
MyRoutingDataSource myRoutingDataSource = new MyRoutingDataSource();
//找不到用默认数据源
myRoutingDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
//可选择目标数据源
myRoutingDataSource.setTargetDataSources(targetDataSource);
return myRoutingDataSource;
}
}
创建自定义注解
💧接下来,我们创建一个自定义注解 Master
来标记我们需要进行主从分离的方法。
java
package com.lxr.demo.config;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
* 有时候主从延迟,需要强制读主库的注解
*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Master {
}
定义数据库读写分离的工具类DBContextHolder
💧这里的 DBContextHolder
是一个线程上下文工具类,通过 ThreadLocal 来实现不同线程使用不同数据源的功能。在实现数据库读写分离的场景下,它可以根据业务需求自动选择主库或从库,确保在多线程环境下的数据源正确切换。这种实现方式非常适用于多线程环境下需要使用读写分离的项目。
java
package com.lxr.demo.config;
/**
* ThreadLocal 定义数据源切换,通过ThreadLocal将数据源绑定到每个线程上下文中,
* ThreadLocal 用来保存每个线程的是使用读库还是写库。操作结束后清除该数据,避免内存泄漏。
*/
public class DBContextHolder {
/**
* ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类,通过它可以在指定的线程中存储数据,对数据存储后,只有在当前线程中才可以获取到存储的数据,对于其他线程来说是无法获取到数据。
* 大致意思就是ThreadLocal提供了线程内存储变量的能力,这些变量不同之处在于每一个线程读取的变量是对应的互相独立的,通过get和set方法就可以得到当前线程对应的值。
*/
private static final ThreadLocal<DBTypeEnum> contextHolder = new ThreadLocal<>();
public static void set(DBTypeEnum dbTypeEnum) {
contextHolder.set(dbTypeEnum);
}
public static DBTypeEnum get() {
return contextHolder.get();
}
public static void master() {
set(DBTypeEnum.MASTER);
System.out.println("--------以下操作为master(操作)--------");
}
public static void slave() {
set(DBTypeEnum.SLAVE);
System.out.println("--------以下操作为slave(读操作)--------");
}
public static void clear() {
contextHolder.remove();
}
}
定义枚举类DBTypeEnum
💧这里的 DBTypeEnum
是一个枚举类,用于表示数据库的主库和从库,在数据库读写分离的实现中,可能会用作标识数据源类型的常量,以便在动态数据源切换时选择不同的数据源。这种枚举常量的使用方式有助于代码的可读性和维护性。
java
package com.lxr.demo.config;
public enum DBTypeEnum {
MASTER, SLAVE;
}
配置Mybatis指定数据源:SqlSessionFactory和事务管理器
💧这里的MyBatisConfig
是一个Spring配置类,用于配置MyBatis的SqlSessionFactory和事务管理器。通过这个配置类,MyBatis可以连接到动态数据源,并实现数据库的读写分离。同时,启用了事务管理功能,确保在进行数据库操作时能够进行事务控制。
java
package com.lxr.demo.config;
import org.apache.ibatis.session.SqlSessionFactory;
import org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;
import javax.annotation.Resource;
import javax.sql.DataSource;
/**
* 配置Mybatis指定数据源:SqlSessionFactory和事务管理器
*/
@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class MyBatisConfig {
/**
* 注入自己重写的数据源
*/
@Resource(name = "myRoutingDataSource")
private DataSource myRoutingDataSource;
/**
* 配置SqlSessionFactory
*
* @return SqlSessionFactory
* @throws Exception
*/
@Bean
public SqlSessionFactory sqlSessionFactory() throws Exception {
SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
sqlSessionFactoryBean.setDataSource(myRoutingDataSource);
//ResourcePatternResolver(资源查找器)定义了getResources来查找资源
//PathMatchingResourcePatternResolver提供了以classpath开头的通配符方式查询,否则会调用ResourceLoader的getResource方法来查找
// ResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
// sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(resolver.getResources(mapperLocation));
return sqlSessionFactoryBean.getObject();
}
/**
* 事务管理器,不写则事务不生效:事务需要知道当前使用的是哪个数据源才能进行事务处理
*/
@Bean
public PlatformTransactionManager platformTransactionManager() {
return new DataSourceTransactionManager(myRoutingDataSource);
}
// /**
// * 当自定义数据源,用户必须覆盖SqlSessionTemplate,开启BATCH处理模式
// *
// * @param sqlSessionFactory
// * @return
// */
// @Bean
// public SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate(@Qualifier("sqlSessionFactory") SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {
// return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory, ExecutorType.BATCH);
// }
}
自定义数据源路由类MyRoutingDataSource
💧这里的MyRoutingDataSource
是一个自定义的数据源路由类,继承了 AbstractRoutingDataSource 类。它通过重写 determineCurrentLookupKey() 方法,动态决定使用哪个数据源,从而实现了数据库的读写分离。这种动态数据源切换的方式非常灵活,可以根据业务需求在运行时动态选择不同的数据源。
java
package com.lxr.demo.config;
import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
import org.springframework.lang.Nullable;
/**
* 重写 determineCurrentLookupKey 方法,获取当前线程上绑定的路由key。Spring 在开始进行数据库操作时会通过这个方法来决定使用哪个数据库源,因此我们在这里调用上面 DbContextHolder 类的getDbType()方法获取当前操作类别。
*
* AbstractRoutingDataSource的getConnection() 方法根据查找 lookup key 键对不同目标数据源的调用,通常是通过(但不一定)某些线程绑定的事物上下文来实现。
*
* AbstractRoutingDataSource的多数据源动态切换的核心逻辑是:在程序运行时,把数据源数据源通过 AbstractRoutingDataSource 动态织入到程序中,灵活的进行数据源切换。
*
* 基于AbstractRoutingDataSource的多数据源动态切换,可以实现读写分离,这么做缺点也很明显,无法动态的增加数据源。
*/
public class MyRoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
/**
* determineCurrentLookupKey()方法决定使用哪个数据源、
* 根据Key获取数据源的信息,上层抽象函数的钩子
*/
@Nullable
@Override
protected Object determineCurrentLookupKey() {
return DBContextHolder.get();
}
}
config配置类总结
💧上面介绍了config中的各种配置类以及相关工具类,现在对它们进行简单梳理 ↓
DBTypeEnum
:这是一个枚举类,定义了两个枚举常量 MASTER 和 SLAVE,分别表示数据库的主库和从库。DBContextHolder
:这是一个工具类,使用了 ThreadLocal 来定义数据源切换。它可以将数据源与每个线程的上下文绑定在一起,用于在多线程环境下实现不同线程使用不同的数据源。DataSourceConfig
:这是一个Spring配置类,用于配置数据源。它定义了两个 @Bean 方法,分别用于创建主库数据源和从库数据源。此外,还定义了一个 myRoutingDataSource 方法,用于创建一个动态数据源,根据不同的数据源类型选择相应的数据源。MyRoutingDataSource
:这是一个自定义的数据源路由类,继承了 AbstractRoutingDataSource 类。它重写了 determineCurrentLookupKey() 方法,用于动态决定当前使用的数据源,根据 DBContextHolder 中存储的数据源类型(主库或从库),选择相应的数据源。MyBatisConfig
:这是一个Spring配置类,用于配置MyBatis的 SqlSessionFactory 和事务管理器。它通过 @Resource 注解将 myRoutingDataSource 自动注入,将动态数据源应用到MyBatis框架中。DataSourceAop
:这是一个切面类,用于在使用自定义注解时拦截方法调用。它在 before 方法中根据方法上的自定义注解,决定将当前线程的数据源设置为主库或从库,从而实现读写分离的功能。
💧这些类共同实现了一个数据库读写分离的功能。DBTypeEnum
定义了数据源类型,DBContextHolder
管理当前线程的数据源类型,DataSourceConfig
配置多个数据源和动态数据源切换,MyRoutingDataSource
实现数据源的动态路由,MyBatisConfig
将动态数据源应用到MyBatis框架中,DataSourceAop
切面根据方法上的注解选择数据源类型。这种组合使得我们可以在一个Spring Boot项目中实现数据库读写分离的功能。
其他文件说明
UserController
💧这个文件是一个Spring Boot的控制器类,名为 UserController。它处理来自前端的HTTP请求,调用 UserService 中的方法来处理业务逻辑,并返回相应的结果。
java
package com.lxr.demo.controller;
import com.lxr.demo.entity.UserEntity;
import com.lxr.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.List;
import java.util.Random;
@RestController
public class UserController {
@Autowired
UserService userService;
@RequestMapping("/listUser")
public List<UserEntity> listUser() {
List<UserEntity> users = userService.findAll();
return users;
}
@RequestMapping("/insertUser")
public void insertUser() {
UserEntity userEntity = new UserEntity();
Random random = new Random();
userEntity.setUser_id(random.nextInt());
userEntity.setAccount("22222");
userEntity.setNickname("lxrlxrlxr");
userEntity.setPassword("123");
userService.insertUser(userEntity);
}
}
UserEntity
💧一个普通的实体类,使用了lombok的@Data注解。
java
package com.lxr.demo.entity;
import lombok.Data;
@Data
public class UserEntity {
private Integer user_id;
private String account;
private String nickname;
private String password;
private String headimage_url;
private String introduce;
}
UserMapper
💧一个简单的dao层。
java
package com.lxr.demo.mapper;
import com.lxr.demo.entity.UserEntity;
import org.apache.ibatis.annotations.*;
import java.util.List;
/**
* Spring通过@Mapper注解实现动态代理,mybatis会自动创建Dao接口的实现类代理对象注入IOC容器进行管理,这样就不用编写Dao层的实现类
*/
@Mapper
public interface UserMapper {
@Select("SELECT * FROM user2")
List<UserEntity> findAll();
@Insert("insert into user2(user_id,account,nickname,password) values(#{user_id},#{account}, #{nickname}, #{password})")
int insert(UserEntity user);
// @Update("UPDATE user2 SET account=#{account},nickname=#{nickname} WHERE id =#{id}")
// void update(UserEntity user);
//
// @Delete("DELETE FROM user2 WHERE id =#{id}")
// void delete(Long id);
}
UserService
💧一个简单的Service层。
java
package com.lxr.demo.service;
import com.lxr.demo.entity.UserEntity;
import com.lxr.demo.mapper.UserMapper;
import com.lxr.demo.config.Master;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.List;
@Service
public class UserService {
@Autowired
UserMapper userMapper;
public List<UserEntity> findAll() {
return userMapper.findAll();
}
@Master
public int insertUser(UserEntity user) {
return userMapper.insert(user);
}
// void update(UserEntity user);
//
// void delete(Long id);
}
主启动类DemoApplication
java
package com.lxr.demo;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
@MapperScan("com.lxr.demo.mapper")
public class DemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class,args);
}
}
功能演示
💧我们启动项目,打开浏览器或者postman等工具
💧分别访问:
从库
的读
操作 :http://localhost:8080/listUser
主库
的写
操作 :http://localhost:8080/insertUser
总结
💧通过本篇博客,我们学习了如何使用 Spring AOP
结合自定义注解和德鲁伊数据源来实现主从数据库切换
和方法的读写分离
。通过自定义注解 @Master
来区分主库还是从库,通过切点
来区分读写方法,我们成功地将读写操作路由到不同的数据源
,从而提高了应用程序的性能和可伸缩性
。读写分离是一个重要的数据库优化策略
,在实际的生产环境中非常有用。
💧希望本篇博客对您有所帮助,如果您有任何问题或建议,欢迎在评论区留言。谢谢阅读!
🐳结语
🐬初学一门技术时,总有些许的疑惑,别怕,它们是我们学习路上的点点繁星,帮助我们不断成长。
🐟积少成多,滴水成河。文章粗浅,希望对大家有帮助!