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002-使用Spring实现读写分离(MySQL实现主从复制)

时间:2018-01-17 00:27:20      阅读:276      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:deb   ice   linu   find   bubuko   数据库   mys   null   img   

一、 背景

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
主库,负责写入数据,我们称之为:写库;
从库,负责读取数据,我们称之为:读库;

1、 读库和写库的数据一致;
2、 写数据必须写到写库;
3、 读数据必须到读库;

二、 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

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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

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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;

相关中间件产品使用:

mysql-proxy:http://hi.baidu.com/geshuai2008/item/0ded5389c685645f850fab07

Amoeba for MySQL:http://www.iteye.com/topic/188598http://www.iteye.com/topic/1113437

三、使用Spring基于应用层实现

3.1. 原理

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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、代码编写

DynamicDataSource

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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。
 * @since 2018/1/15 17:16
 */
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();
    }
}
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DynamicDataSourceHolder 

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/**
 *  使用ThreadLocal技术来记录当前线程中的数据源的key
 * @since 2018/1/15 17:17
 */
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<String> holder = new ThreadLocal<String>();

    /**
     * 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);
    }
}
View Code

DataSourceAspect 

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import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;

/**
 * @since 2018/1/15 17:18
 */
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, new String[]{"query", "find", "get"});
    }
}
View Code

3.3、配置2个数据源

3.3.1. jdbc.properties

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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
View Code

3.3.2. 定义连接池

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<!-- 配置连接池 -->
<bean id="masterDataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"
destroy-method="close">
<!-- 数据库驱动 -->
<property name="driverClass" value="${jdbc.master.driver}" />
<!-- 相应驱动的jdbcUrl -->
<property name="jdbcUrl" value="${jdbc.master.url}" />
<!-- 数据库的用户名 -->
<property name="username" value="${jdbc.master.username}" />
<!-- 数据库的密码 -->
<property name="password" value="${jdbc.master.password}" />
<!-- 检查数据库连接池中空闲连接的间隔时间,单位是分,默认值:240,如果要取消则设置为0 -->
<property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" />
<!-- 连接池中未使用的链接较大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 -->
<property name="idleMaxAge" value="30" />
<!-- 每个分区较大的连接数 -->
<property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" />
<!-- 每个分区最小的连接数 -->
<property name="minConnectionsPerPartition" value="5" />
</bean>

<!-- 配置连接池 -->
<bean id="slave01DataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"
destroy-method="close">
<!-- 数据库驱动 -->
<property name="driverClass" value="${jdbc.slave01.driver}" />
<!-- 相应驱动的jdbcUrl -->
<property name="jdbcUrl" value="${jdbc.slave01.url}" />
<!-- 数据库的用户名 -->
<property name="username" value="${jdbc.slave01.username}" />
<!-- 数据库的密码 -->
<property name="password" value="${jdbc.slave01.password}" />
<!-- 检查数据库连接池中空闲连接的间隔时间,单位是分,默认值:240,如果要取消则设置为0 -->
<property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" />
<!-- 连接池中未使用的链接较大存活时间,单位是分,默认值:60,如果要永远存活设置为0 -->
<property name="idleMaxAge" value="30" />
<!-- 每个分区较大的连接数 -->
<property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" />
<!-- 每个分区最小的连接数 -->
<property name="minConnectionsPerPartition" value="5" />
</bean>
View Code

3.3.3. 定义DataSource

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<!-- 定义数据源,使用自己实现的数据源 -->
<bean id="dataSource" class="cn.lhx.usermanage.spring.DynamicDataSource">
<!-- 设置多个数据源 -->
<property name="targetDataSources">
<map key-type="java.lang.String">
<!-- 这个key需要和程序中的key一致 -->
<entry key="master" value-ref="masterDataSource"/>
<entry key="slave" value-ref="slave01DataSource"/>
</map>
</property>
<!-- 设置默认的数据源,这里默认走写库 -->
<property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDataSource"/>
</bean>
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3.4. 配置事务管理以及动态切换数据源切面

3.4.1. 定义事务管理器

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<!-- 定义事务管理器 -->
<bean id="transactionManager"
class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource" ref="dataSource" />
</bean>
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3.4.2. 定义事务策略

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<!-- 定义事务策略 -->
<tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
<tx:attributes>
<!--定义查询方法都是只读的 -->
<tx:method name="query*" read-only="true" />
<tx:method name="find*" read-only="true" />
<tx:method name="get*" read-only="true" />

<!-- 主库执行操作,事务传播行为定义为默认行为 -->
<tx:method name="save*" propagation="REQUIRED" />
<tx:method name="update*" propagation="REQUIRED" />
<tx:method name="delete*" propagation="REQUIRED" />

<!--其他方法使用默认事务策略 -->
<tx:method name="*" />
</tx:attributes>
</tx:advice>
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3.4.3. 定义切面 

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<!-- 定义AOP切面处理器 -->
<bean class="cn.lhx.usermanage.spring.DataSourceAspect" id="dataSourceAspect" />

<aop:config>
<!-- 定义切面,所有的service的所有方法 -->
<aop:pointcut id="txPointcut" expression="execution(* xx.xxx.xxxxxxx.service.*.*(..))" />
<!-- 应用事务策略到Service切面 -->
<aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="txPointcut"/>

<!-- 将切面应用到自定义的切面处理器上,-9999保证该切面优先级较高执行 -->
<aop:aspect ref="dataSourceAspect" order="-9999">
<aop:before method="before" pointcut-ref="txPointcut" />
</aop:aspect>
</aop:config>
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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

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<!-- 定义AOP切面处理器 -->
<bean class="cn.lhx.usermanage.spring.DataSourceAspectTx" id="dataSourceAspectTx">
<!-- 指定事务策略 -->
<property name="txAdvice" ref="txAdvice"/>
<!-- 指定slave方法的前缀(非必须) -->
<property name="slaveMethodStart" value="query,find,get"/>
</bean>
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4.2. 改进后的实现

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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;

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * @since 2018/1/15 18:03
 */
public class DataSourceAspectTx {
    private List<String> slaveMethodPattern = new ArrayList<String>();

    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<String, TransactionAttribute> map = (Map<String, TransactionAttribute>) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource);

        //遍历nameMap
        for (Map.Entry<String, TransactionAttribute> 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.
     * <p>
     * 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;
    }
}
View Code

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,所有我们现在对这种架构做支持,目前只需要修改DynamicDataSource即可。

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 实现没有校验:

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package com.jd.ofc.trace.common.datasource;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;
import org.springframework.util.ReflectionUtils;

import javax.sql.DataSource;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * @author lihongxu6
 * @since 2018/1/16 15:07
 */
public class DynamicDataSourceMutliSlave 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<Object> slaveDataSources = new ArrayList<Object>(0);

    @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
        if (DynamicDataSourceHolder.isMaster()) {
            Object key = DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey();
            if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
                LOGGER.debug("当前DataSource的key为: " + key);
            }
            return key;
        }
        Object key = getSlaveKey();
        if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
            LOGGER.debug("当前DataSource的key为: " + key);
        }
        return key;

    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        super.afterPropertiesSet();

        // 由于父类的resolvedDataSources属性是私有的子类获取不到,需要使用反射获取
        Field field = ReflectionUtils.findField(AbstractRoutingDataSource.class, "resolvedDataSources");
        field.setAccessible(true); // 设置可访问

        try {
            Map<Object, DataSource> resolvedDataSources = (Map<Object, DataSource>) field.get(this);
            // 读库的数据量等于数据源总数减去写库的数量
            this.slaveCount = resolvedDataSources.size() - 1;
            for (Map.Entry<Object, DataSource> entry : resolvedDataSources.entrySet()) {
                if (DynamicDataSourceHolder.MASTER.equals(entry.getKey())) {
                    continue;
                }
                slaveDataSources.add(entry.getKey());
            }
        } catch (Exception e) {
            LOGGER.error("afterPropertiesSet error! ", e);
        }
    }

    /**
     * 轮询算法实现
     *
     * @return
     */
    public Object getSlaveKey() {
        // 得到的下标为:0、1、2、3……
        Integer index = counter.incrementAndGet() % slaveCount;
        if (counter.get() > 9999) { // 以免超出Integer范围
            counter.set(-1); // 还原
        }
        return slaveDataSources.get(index);
    }
}
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四、MySQL主从复制

4.1、原理

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mysql主(称master)从(称slave)复制的原理:

1、master将数据改变记录到二进制日志(binary log)中,也即是配置文件log-bin指定的文件(这些记录叫做二进制日志事件,binary log events)

2、slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)

3、slave重做中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据(数据重演)

4.2、主从配置需要注意的地方

1、主DB server和从DB server数据库的版本一致

2、主DB server和从DB server数据库数据一致[ 这里就会可以把主的备份在从上还原,也可以直接将主的数据目录拷贝到从的相应数据目录]

3、主DB server开启二进制日志,主DB server和从DB server的server_id都必须唯一

4.3、主库配置(windows,Linux下也类似)

在my.ini修改: 

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#开启主从复制,主库的配置

log-bin = mysql3306-bin

#指定主库serverid

server-id=101

#指定同步的数据库,如果不指定则同步全部数据库

binlog-do-db=mybatis_1128
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执行SQL语句查询状态:

SHOW MASTER STATUS

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需要记录下Position值,需要在从库中设置同步起始值。

4.4、在主库创建同步用户

#授权用户slave01使用123456密码登录mysql

grant replication slave on *.* to ‘slave01‘@‘127.0.0.1‘ identified by ‘123456‘;

flush privileges;

 4.5、从库配置

在my.ini修改: 

#指定serverid,只要不重复即可,从库也只有这一个配置,其他都在SQL语句中操作

server-id=102

 以下执行SQL:

CHANGE MASTER TO

 master_host=‘127.0.0.1‘,

 master_user=‘slave01‘,

 master_password=‘123456‘,

 master_port=3306,

 master_log_file=‘mysql3306-bin.000006‘,

 master_log_pos=1120;

 

#启动slave同步

START SLAVE;

 

#查看同步状态

SHOW SLAVE STATUS;

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原文地址:http://blog.csdn.net/zbw18297786698/article/details/54343188

 

002-使用Spring实现读写分离(MySQL实现主从复制)

标签:deb   ice   linu   find   bubuko   数据库   mys   null   img   

原文地址:https://www.cnblogs.com/bjlhx/p/8297460.html

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