原理解密 → Spring AOP 實現動態數據源（讀寫分離），底層原理是什麼

2020 年 4 月 13 日
筆記

開心一刻

　　女孩睡醒玩手機，收到男孩發來一條信息：我要去跟我喜歡的人表白了！
　　女孩的心猛的一痛，回了條信息：去吧，祝你好運！
　　男孩回了句：但是我沒有勇氣說不來，怕被打！
　　女孩：沒事的，我相信你！此時女孩已經傷心的流淚了
　　男孩：我已經到她家門口了，不敢敲門！
　　女孩擦了擦眼淚：不用怕，你是個好人，會有好報的！
　　男孩：那你來開下門吧，我在你家門口！
　　女孩不敢相信，趕緊跑去開門，看到他的那一刻傷心的淚水變成了感動
　　男孩拿出手裡那束玫瑰花說：你姐姐在家嗎？

前情回歸

　　一般來講，讀寫分離無非兩種實現方式。第一種是依靠數據庫中間件（比如：MyCat），也就是說應用程序連接到中間件，中間件幫我們做讀寫分離；第二種是應用程序自己做讀寫分離，結合 Spring AOP 實現讀寫分離

　　數據庫中間件的方式不做過多的闡述（誰讓你是配角！），有興趣的可以去查看

　　　　Mycat – 實現數據庫的讀寫分離與高可用

　　　　Mycat – 高可用與負載均衡實現，滿滿的乾貨！

　　spring集成mybatis實現mysql讀寫分離，簡單介紹了通過 Spring AOP 從應用程序層面實現讀寫分離；讀寫分離效果是達到了，可我們知道為什麼那麼做就能實現讀寫分離嗎？知道的請快點走開

　　接下來請好好欣賞我的表演

原理解密

　　我們逐個講解其中涉及的點，然後串起來理解讀寫分離的底層原理

　　Spring AOP

　　　　AOP：Aspect Oriented Program

　　　　關於 Spring AOP，相信大家耳熟能詳，它是對 OOP 的一種補充，OOP 是縱向的，AOP 則是橫向的

　　　　如上圖所示，OOP 屬於一種縱向拓展，AOP 則是一種橫向拓展。AOP 依託於 OOP，將公共功能代碼抽象出來作為一個切面，減少重複代碼量，降低耦合

　　　　AOP 的底層實現是動態代理，具體的表現形式粗略如下

　　　　對 Spring AOP 有個大致了解了，我們就可以接着往下看了

　　Spring 數據源

　　　　無論是 Spring JDBC，還是 Hibernate，亦或是 MyBatis，其實都是對 JDBC 的封裝；對於JDBC，我們不要太熟，大體流程如下

　　　　然而，在實際應用中，我們往往不會直接使用 JDBC，而是使用 ORM，ORM 會封裝上述的流程，也就說我們不再需要關注了；MyBatis 使用步驟大致如下

　　　　我們以 SpringBoot + pagehelper + Druid（ssm）為例，來看看具體是怎麼獲取 Connection 對象的

　　　　可以看到，如果事務管理器中存在 Connection 對象，則直接返回，否則從數據源中獲取返回（同時也賦值給了事務管理器）；當取到 Connection 對象後，後續的流程大家就非常清楚了

　　　　然而我們不需要關注 Connection 對象，只需要關注數據源，為什麼呢？因為我們的配置文件中配置的是數據源而不是 Connection，是不是很有道理？

　　ThreadLocal

　　　　如果我們需要在各層之間進行參數的傳遞，實現方式有哪些？

　　　　最常見的方式可能就是方法參數，但還有一種容易忽略的方式：ThreadLocal，可以在當前線程內傳遞參數，減少方法的參數個數

　　　　關於 ThreadLocal，有興趣的可以查看：結合ThreadLocal來看spring事務源碼，感受下清泉般的洗滌！

　　當我們熟悉上面的三點後，後面的就好理解了，接着往下看

　　動態數據源

　　　　一個數據源只能對應一個數據庫，如果我們有多個數據庫（一主多從），那麼就需要配置多個數據源，類似如下

    <!-- master數據源 -->
    <bean id="masterDataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource">
        <!-- 基本屬性 url、user、password -->  
        <property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}" />  
        <property name="url" value="${jdbc.url}" />  
        <property name="username" value="${jdbc.username}" />  
        <property name="password" value="${jdbc.password}" />  
        <property name="initialSize" value="${jdbc.initialSize}" />  
        <property name="minIdle" value="${jdbc.minIdle}" />   
        <property name="maxActive" value="${jdbc.maxActive}" />  
        <property name="maxWait" value="${jdbc.maxWait}" />
        <!-- 超過時間限制是否回收 -->
        <property name="removeAbandoned" value="${jdbc.removeAbandoned}" />
        <!-- 超過時間限制多長； -->
        <property name="removeAbandonedTimeout" value="${jdbc.removeAbandonedTimeout}" />
        <!-- 配置間隔多久才進行一次檢測，檢測需要關閉的空閑連接，單位是毫秒 -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${jdbc.timeBetweenEvictionRunsMillis}" />
        <!-- 配置一個連接在池中最小生存的時間，單位是毫秒 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${jdbc.minEvictableIdleTimeMillis}" />
        <!-- 用來檢測連接是否有效的sql，要求是一個查詢語句-->
        <property name="validationQuery" value="${jdbc.validationQuery}" />
        <!-- 申請連接的時候檢測 -->
        <property name="testWhileIdle" value="${jdbc.testWhileIdle}" />
        <!-- 申請連接時執行validationQuery檢測連接是否有效，配置為true會降低性能 -->
        <property name="testOnBorrow" value="${jdbc.testOnBorrow}" />
        <!-- 歸還連接時執行validationQuery檢測連接是否有效，配置為true會降低性能  -->
        <property name="testOnReturn" value="${jdbc.testOnReturn}" />
    </bean>

    <!-- slave數據源 -->
    <bean id="slaveDataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource">
        <property name="driverClassName" value="${slave.jdbc.driverClassName}" />  
        <property name="url" value="${slave.jdbc.url}" />  
        <property name="username" value="${slave.jdbc.username}" />  
        <property name="password" value="${slave.jdbc.password}" />  
        <property name="initialSize" value="${slave.jdbc.initialSize}" />  
        <property name="minIdle" value="${slave.jdbc.minIdle}" />   
        <property name="maxActive" value="${slave.jdbc.maxActive}" />  
        <property name="maxWait" value="${slave.jdbc.maxWait}" />
        <property name="removeAbandoned" value="${slave.jdbc.removeAbandoned}" />
        <property name="removeAbandonedTimeout" value="${slave.jdbc.removeAbandonedTimeout}" />
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${slave.jdbc.timeBetweenEvictionRunsMillis}" />
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${slave.jdbc.minEvictableIdleTimeMillis}" />
        <property name="validationQuery" value="${slave.jdbc.validationQuery}" />
        <property name="testWhileIdle" value="${slave.jdbc.testWhileIdle}" />
        <property name="testOnBorrow" value="${slave.jdbc.testOnBorrow}" />
        <property name="testOnReturn" value="${slave.jdbc.testOnReturn}" />
    </bean>

View Code

　　　　可是事務管理器中只有一個數據源的引用

　　　　那怎麼對應我們配置文件中的多個數據源呢？其實，我們可以自定義一個類 DynamicDataSource 來實現 DataSource，DynamicDataSource 中存儲我們配置的多數據源，然後將 DynamicDataSource 的實例配置給事務管理器；當從事務管理器獲取 Connection 對象的時候，會從 DynamicDataSource 實例獲取，然後再由 DynamicDataSource 根據 routeKey 路由到某個具體的數據源，從中獲取 Connection；大體流程如下

　　　　Spring 也考慮到了這一點，提供了一個抽象類：AbstractRoutingDataSource，DynamicDataSource 繼承它可以為我們省非常多的代碼

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource
{

    /**
     * 獲取與數據源相關的key 此key是Map<String,DataSource> resolvedDataSources 中與數據源綁定的key值
     * 在通過determineTargetDataSource獲取目標數據源時使用
     */
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey()
    {
        return HandleDataSource.getDataSource();
    }

}

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　　　　配置文件中增加如下配置

<!-- 動態數據源，根據service接口上的註解來決定取哪個數據源 -->
    <bean id="dataSource" class="com.yzb.util.DynamicDataSource">  
        <property name="targetDataSources">      
          <map key-type="java.lang.String">      
              <!-- write or slave -->    
             <entry key="slave" value-ref="slaveDataSource"/>      
             <!-- read or master   -->  
             <entry key="master" value-ref="masterDataSource"/>      
          </map>               
        </property>   
        <property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDataSource"/>      
      
    </bean>
    
    <!-- Mybatis文件 -->
    <bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
        <property name="configLocation" value="classpath:mybatis-config.xml" /> 
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
        <!-- 映射文件路徑 -->
        <property name="mapperLocations" value="classpath*:dbmappers/*.xml" />
    </bean>

    <bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">
        <property name="basePackage" value="com.yzb.dao" />
        <property name="sqlSessionFactoryBeanName" value="sqlSessionFactory" />
    </bean>

    <!-- 事務管理器 -->
    <bean id="transactionManager"
        class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>

View Code

　　　　但是問題又來了，這個 routeKey 怎麼處理，也就說 DynamicDataSource 怎麼知道用哪個數據源？ AbstractRoutingDataSource 提供了一個方法： determineCurrentLookupKey 我們只需要實現它，DynamicDataSource 就知道是使用哪個 lookupKey （routeKey 在 Spring 中的命名）了；determineCurrentLookupKey 具體該如何實現了，我們可以結合 ThreadLocal 來實現；整個流程大致如下

　　　　一旦我們在切面中指定了 lookupKey，那麼後續就會使用 lookupKey 對應的數據源來操作數據庫了

　　自此，相信大家已經明白了動態數據源的底層原理

總結

　　Spring AOP → 將我們指定的 lookupKey 放入 ThreadLocal

　　ThreadLocal → 線程內共享 lookupKey

　　DynamicDataSource → 對多數據源進行封裝，根據 ThreadLocal 中的 lookupKey 動態選擇具體的數據源

　　如果我們對其中的某個環節不懂，可以試着刪掉它，然後看這個流程能否正常串起來，這樣就能明白各個環節的作用了

懸念

　　Spring AOP 實現多數據源，是否與 Spring 事務衝突，若衝突了該如何解決？

參考

　　什麼是面向切面編程AOP？

　　Spring AOP就是這麼簡單啦