【读写分离？聊聊Mysql多数据源实现读写分离的几种方案】

为java添砖加瓦2024-09-27 16:46

文章目录

一.什么是MySQL 读写分离

我记得实习的第一家公司做个一个项目就用过mysql多数据源的读写分离方案（4年前了...依稀记得也是在mapper层面来分离的），但那时候是我同事弄的，完全不懂怎么实现的，觉得他好厉害。从此成了心里的一道坎，很久之前就了解了，一直想着要写篇博客记录下，ok，那赶紧开始吧~

先了解下概念什么是读写分离、优势、实现方式、注意事项、和使用场景。如果项目里面有用到数据库集群，开始有性能方面问题，结合业务场景及综合衡量下去考虑是否适用数据库读写分离方案。

以下解释来自chatgpt，我觉得说的挺好的。

MySQL 读写分离是一种数据库优化策略，通过将数据库的读操作和写操作分开，分别交由不同的数据库实例处理，以提高系统的性能和扩展性。具体来说，读写分离通常涉及一个主数据库（Master）和一个或多个从数据库（Slave），它们通过复制机制保持数据的一致性。

以下是读写分离的核心概念：

  1. 主从复制（Master-Slave Replication）
  • 主库（Master）：负责处理所有的写操作（INSERT、UPDATE、DELETE 等），也可以处理读操作。
  • 从库（Slave）：主要用于处理读操作（SELECT），不会直接接收写操作。从库通过复制机制从主库同步数据，确保数据一致性。
  1. 读写分离的优势
  • 提高读性能：由于从库处理读操作，可以通过增加从库实例来扩展系统的读性能，减轻主库的负担。
    减少主库压力：写操作集中在主库，从库处理大部分的读操作，主库的压力减少，有助于提高写操作的响应速度。
    容错性：在某些情况下，从库可以用作备份，如果主库出现故障，可以临时将从库提升为主库以保持服务的可用性。
  1. 实现方式
    读写分离可以通过多种方式实现，包括：
  • 手动分离：应用程序通过逻辑代码，手动决定读请求发送到从库，写请求发送到主库。
  • 代理层（中间件）：使用数据库中间件（如 MySQL Proxy、MaxScale、MyCat等），在应用和数据库之间自动实现读写分离和负载均衡。
  • 连接池支持：某些数据库连接池（如 Druid、HikariCP）可以自动支持主从库的读写分离。
  1. 注意事项
  • 数据一致性问题：由于复制存在延迟，从库上的数据可能会比主库滞后。如果应用程序对实时数据一致性要求较高，需谨慎处理。
  • 负载均衡：要合理分配读请求到不同的从库，避免单个从库成为瓶颈。
  • 主库故障恢复：需要设计可靠的故障转移机制，确保主库出现问题时，从库能够及时接管。
  1. 使用场景
    读写分离适用于读操作远多于写操作的场景，例如电商平台、社交媒体网站等。在这些场景中，读请求往往占大多数，通过读写分离可以有效提升系统的扩展性和性能。

二.读写分离的几种实现方式(手动控制)

这里只介绍手动分离读写库：应用程序通过逻辑代码，手动决定读请求发送到从库，写请求发送到主库的几种实现方式。

1.基于Spring下的AbstractRoutingDataSource

根据大家平常开发习惯，我还是从controller层开始吧。

1.yml

我的yml配置如下：

yaml 复制代码 
spring:
  datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    datasource1:
      url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_master?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
      username: root
      password: 123456
      initial-size: 1
      min-idle: 1
      max-active: 20
      test-on-borrow: true
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    datasource2:
      url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_slave?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
      username: root
      password: 123456
      initial-size: 1
      min-idle: 1
      max-active: 20
      test-on-borrow: true
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
2.Controller
java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("friend")
@Slf4j
public class FriendController {

    @Autowired
    private FriendService friendService;

    @GetMapping(value = "select")
    public List<Friend> select(){
        return friendService.list();
    }


    @GetMapping(value = "insert")
    public String in(){
        Friend friend = new Friend();
        friend.setName("jinbiao666");
        friendService.save(friend);
        return "主库插入成功";
    }
}
3.Service实现
java 复制代码 
@Service
public class FriendImplService implements FriendService {

    @Autowired
    FriendMapper friendMapper;

    @Override
    @WR("R")        // 库2
    public List<Friend> list() {
        return friendMapper.list();
    }

    @Override
    @WR("W")        // 库1
    public void save(Friend friend) {
        friendMapper.save(friend);
    }
}
4.Mapper层
java 复制代码 
public interface FriendMapper {
    @Select("SELECT * FROM friend")
    List<Friend> list();

    @Insert("INSERT INTO  friend(`name`) VALUES (#{name})")
    void save(Friend friend);
}
5.定义多数据源
java 复制代码 
@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.datasource1")
    public DataSource dataSource1() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置， 创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.datasource2")
    public DataSource dataSource2() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置， 创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }
}
6.继承Spring的抽象路由数据源抽象类，重写相关逻辑
  1. 继承 org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource抽象类。
  2. 重写determineCurrentLookupKey方法，设置当前db操作应使用的数据源key
  3. 重写afterPropertiesSet方法，设置多数据源和默认数据源。
java 复制代码 
@Component
@Primary
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    
    /**
     *  通过ThreadLocal设置当前线程所使用的数据源key
     */
    public static ThreadLocal<String> name = new ThreadLocal<>();

    // 写
    @Autowired
    DataSource dataSource1;
    
    // 读
    @Autowired
    DataSource dataSource2;
    
    // 返回当前数据源标识,根据返回的key决定最终使用的数据源
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return name.get();

    }

    /**
     * InitializingBean 是 Spring 框架中的一个接口，用于在 Bean 初始化完成后执行特定的操作。它定义了一个方法 afterPropertiesSet()，当 Bean 的属性设置完成后会被调用。
     * Spring 容器会在实例化该 Bean 并设置完属性后，自动调用 afterPropertiesSet() 方法来执行一些初始化操作
     */
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {

        // 为targetDataSources初始化所有数据源
        Map<Object, Object> targetDataSources=new HashMap<>();
        targetDataSources.put("W",dataSource1);
        targetDataSources.put("R",dataSource2);

        super.setTargetDataSources(targetDataSources);

        // 为defaultTargetDataSource 设置默认的数据源
        super.setDefaultTargetDataSource(dataSource1);

        super.afterPropertiesSet();
    }
}
7. 自定义注解@WR，用于指定当前操作使用哪个库
java 复制代码 
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface WR {
    String value() default "W";
}
8. 切面逻辑
java 复制代码 
@Component
@Aspect
public class DynamicDataSourceAspect implements Ordered {
    // 前置
    @Before("within(com.tuling.dynamic.datasource.service.impl.*) && @annotation(wr)")
    public void before(JoinPoint point, WR wr){
        // 设置数据源key为注解值（determineCurrentLookupKey()方法里面会去取这个key)
        DynamicDataSource.name.set(wr.value());
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}
9.源码简单分析

简单看下AbstractRoutingDataSource里面的determineTargetDataSource决定目标数据源方法。

10. 开始测试

  1. 给master写库的friend表清空，写入写库

  2. 写库写入成功

  3. 给slave读库的friend表插入一条数据rise，仅查询到读库的内容，成功实现读写分离。

2.基于Mybatis的SqlSessionFactory

一样还是从yml开始吧，目录结果清晰些。

1.yml
yaml 复制代码 
spring:
  datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    datasource1:
      url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_master?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
      username: root
      password: 123456
      initial-size: 1
      min-idle: 1
      max-active: 20
      test-on-borrow: true
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    datasource2:
      url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_slave?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
      username: root
      password: 123456
      initial-size: 1
      min-idle: 1
      max-active: 20
      test-on-borrow: true
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
server:
  port: 8080
2.Controller
java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("friend")
@Slf4j
public class FriendController {

    @Autowired
    private FriendService friendService;

    @GetMapping(value = "select")
    public List<Friend> select(){
        return friendService.select();
    }


    @GetMapping(value = "insert")
    public void insert(){
        Friend friend = new Friend();
        friend.setName("jinbiao666");
        friendService.insert(friend);
    }
}
3.Service实现
java 复制代码 
/***
 * 读数据源配置:
 * 1. 指定扫描的mapper接口包（从库）
 * 2. 指定使用sqlSessionFactory是哪个（从库）
 */
@Service
public class FriendImplService implements FriendService {

    @Autowired
    private RFriendMapper rFriendMapper;

    @Autowired
    private WFriendMapper wFriendMapper;

    // 读-- 读库
    @Override
    public List<Friend> select() {
        return rFriendMapper.select();
    }

    // 保存-- 写库
    @Override
    public void insert(Friend friend) {
        wFriendMapper.insert(friend);
    }
 }
4.Mapper层

在mapper层做的读写区分。

java 复制代码 
public interface RFriendMapper {

    @Select("SELECT * FROM friend")
    List<Friend> select();

    @Insert("INSERT INTO  friend(`name`) VALUES (#{name})")
    void save(Friend friend);
}
java 复制代码 
public interface WFriendMapper {
    @Select("SELECT * FROM friend")
    List<Friend> list();

    @Insert("INSERT INTO  friend(`name`) VALUES (#{name})")
    void insert(Friend friend);
}
5.配置类
1. 指定哪些Mapper接口使用读数据源：
  • 通过@MapperScan注解扫对应的mapper接口，然后设置数据源为从数据源构造一个SqlSessionFactory 对象。
  • 事务管理器用作事务回滚，暂不测试事务回滚了，都是可成功的.
java 复制代码 
/***
 * 写数据源配置:
 * 1. 指定扫描的mapper接口包（主库）
 * 2. 指定使用sqlSessionFactory是哪个（主库）
 */
@Configuration
@MapperScan(basePackages = "com.tuling.datasource.dynamic.mybatis.mapper.r", sqlSessionFactoryRef="rSqlSessionFactory")
public class RMyBatisConfig {

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.datasource2")
    public DataSource dataSource2() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置， 创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @Primary
    public SqlSessionFactory rSqlSessionFactory() throws Exception {
        final SqlSessionFactoryBean sessionFactory = new SqlSessionFactoryBean();
        // 指定主库
        sessionFactory.setDataSource(dataSource2());
        // 指定主库对应的mapper.xml文件
        /*sessionFactory.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath:mapper/r/*.xml"));*/
        return sessionFactory.getObject();
    }

    @Bean
    public DataSourceTransactionManager rTransactionManager(){
        DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = new DataSourceTransactionManager();
        dataSourceTransactionManager.setDataSource(dataSource2());
        return dataSourceTransactionManager;
    }

    @Bean
    public TransactionTemplate rTransactionTemplate(){
        return new TransactionTemplate(rTransactionManager());
    }
}
2. 指定哪些Mapper接口使用写数据源
java 复制代码 
@Configuration
@MapperScan(basePackages = "com.tuling.datasource.dynamic.mybatis.mapper.w", sqlSessionFactoryRef="wSqlSessionFactory")
public class WMyBatisConfig {

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.datasource1")
    public DataSource dataSource1() {
        // 底层会自动拿到spring.datasource中的配置， 创建一个DruidDataSource
        return DruidDataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean
    @Primary
    public SqlSessionFactory wSqlSessionFactory() throws Exception {
        final SqlSessionFactoryBean sessionFactory = new SqlSessionFactoryBean();
        // 指定主库
        sessionFactory.setDataSource(dataSource1());
        // 指定主库对应的mapper.xml文件
        /*sessionFactory.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath:mapper/order/*.xml"));*/
        return sessionFactory.getObject();
    }

    @Bean
    @Primary
    public DataSourceTransactionManager wTransactionManager(){
        DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = new DataSourceTransactionManager();
        dataSourceTransactionManager.setDataSource(dataSource1());
        return dataSourceTransactionManager;
    }


    @Bean
    public TransactionTemplate wTransactionTemplate(){
        return new TransactionTemplate(wTransactionManager());
    }
}
6. 开始测试

1.写写库，成功，之前只有1条现在2条。ok，基于Mybatis在mapper层面的读写分离也成功了

2.读读库

其他场景比如写库失败回滚都是可以的，因为我们给DataSourceTransactionManager注入了写库的数据源。这里不展示了。

3.基于baomidou动态数据源实现读写分离(最简单)

1. maven依赖
java 复制代码 
  <dependency>
    <groupId>com.baomidou</groupId>
    <artifactId>dynamic-datasource-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.5.0</version>
 </dependency>
2.yml

一主两从

yaml 复制代码 
spring:
  datasource:
    dynamic:
      #设置默认的数据源或者数据源组,默认值即为master
      primary: master
      #严格匹配数据源,默认false. true未匹配到指定数据源时抛异常,false使用默认数据源
      strict: false
      datasource:
        master:
          url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_master?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
          username: root
          password: 123456
          initial-size: 1
          min-idle: 1
          max-active: 20
          test-on-borrow: true
          driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        slave_1:
          url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_slave?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
          username: root
          password: 123456
          initial-size: 1
          min-idle: 1
          max-active: 20
          test-on-borrow: true
          driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        slave_2:
          url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/tl_mall_user?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=UTF8&useSSL=false
          username: root
          password: 123456
          initial-size: 1
          min-idle: 1
          max-active: 20
          test-on-borrow: true
          driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
server:
  port: 8080
3.Controller
java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("frend")
@Slf4j
public class FriendController {

    @Autowired
    private FriendService friendService;

    @GetMapping(value = "select")
    public List<Friend> select(){
        return friendService.select();
    }

    @GetMapping(value = "insert")
    public void insert(){
        Friend friend = new Friend();
        friend.setName("jinbiao666");
        friendService.insert(friend);
    }
}
4.Service
java 复制代码 
@Service
public class FriendImplService implements FriendService {

    @Autowired
    FriendMapper friendMapper;

    @Override
    @DS("slave2")  // 从库2
    public List<Friend> select() {
        return friendMapper.select();
    }

    @Override
    @DS("master")  // 主库
    //@DS("#session.userID")  基于session里面的用户id取数据源,sass化,数据源动态根据用户选择。
    @DSTransactional   //开启事务操作
    public void insert(Friend friend) {
        friendMapper.insert(friend);
    }
}
5.Mapper层
java 复制代码 
public interface FriendMapper {

    @Select("SELECT * FROM friend")
    List<Friend> select();

    @Insert("INSERT INTO  friend(`name`) VALUES (#{name})")
    void insert(Friend friend);
}
6.开始测试

使用是不是超级简单，省去了很多自己注入的步骤，如使用@DS注解选择数据源、@DSTransactional注解回滚对应的数据源事务等等都由baomidou帮我们实现了。

  1. 写写库，成功，之前只有2条现在3条。ok，基于baomidou动态数据源实现读写分离也成功了
  2. 读slave_2(tl_mall_user)，可以看到数据库3条数据：

    接口测试：查询从库slave_2,没问题， 事务回滚暂不在这里做测试了，替大家测过了的，没问题~

三.小结

  • 经过上面3种方式介绍，多数据源读写分离是不是很简单。
  • 不过上面都是对单数据源写入操作的，可以使用@Transactional或者@DSTransactional帮我们回滚单数据源的事务。
  • 如果涉及到多数据源的写入需要统一提交回滚怎么实现呢？小伙伴们不妨也思考一下这个问题，这其实就是相当于是分布式事务的回滚了。
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