最近上線的項目中數據庫數據已經臨近飽和，最大的一張表數據已經接近3000W，百萬數據的表也有幾張，項目要求讀數據（select）時間不能超過0.05秒，但實際情況已經不符合要求，explain建立索引，使用redis,ehcache緩存技術也已經滿足不了要求，所以開始使用讀寫分離技術，可能以後數據量上億或者更多的時候，需要再去考慮分佈式數據庫的部署，但目前來看，讀寫分離+緩存+索引+表分區+sql優化+負載均衡是可以滿足億級數據量的查詢工作的，現在就一起來看一下親測可用的使用spring實現讀寫分離的步驟：
1. 背景
我們一般應用對數據庫而言都是“讀多寫少”，也就說對數據庫讀取數據的壓力比較大，有一個思路就是說採用數據庫集群的方案，
其中一個是主庫，負責寫入數據，我們稱之為：寫庫；
其它都是從庫，負責讀取數據，我們稱之為：讀庫；
那麼，對我們的要求是：
1、讀庫和寫庫的數據一致；（這個是很重要的一個問題，處理業務邏輯要放在service層去處理，不要在dao或者mapper層面去處理）
2、寫數據必須寫到寫庫；
3、讀數據必須到讀庫；
2. 方案
解決讀寫分離的方案有兩種：應用層解決和中間件解決。
2.1. 應用層解決：
優點：
1、多數據源切換方便，由程序自動完成；
2、不需要引入中間件；
3、理論上支持任何數據庫；
缺點：
1、由程序員完成，運維參與不到；
2、不能做到動態增加數據源；
2.2. 中間件解決
優缺點：
優點：
1、源程序不需要做任何改動就可以實現讀寫分離；
2、動態添加數據源不需要重啟程序；
缺點：
1、程序依賴於中間件，會導致切換數據庫變得困難；
2、由中間件做了中轉代理，性能有所下降；
3. 使用Spring基於應用層實現
3.1. 原理
在進入Service之前，使用AOP來做出判斷，是使用寫庫還是讀庫，判斷依據可以根據方法名判斷，比如說以query、find、get等開頭的就走讀庫，其他的走寫庫。
3.2. DynamicDataSource
import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;/** * 定義動態數據源，實現通過集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource，只需要實現determineCurrentLookupKey方法即可* * 由於DynamicDataSource是單例的，線程不安全的，所以採用ThreadLocal保證線程安全，由DynamicDataSourceHolder完成。 * * @author zhijun * */public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource{ @Override protected Object determineCurrentLookupKey() { // 使用DynamicDataSourceHolder保證線程安全，並且得到當前線程中的數據源key return DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey(); }} 3.3. DynamicDataSourceHolder
/** * * 使用ThreadLocal技術來記錄當前線程中的數據源的key * * @author zhijun * */public class DynamicDataSourceHolder { //寫庫對應的數據源key private static final String MASTER = "master"; //讀庫對應的數據源key private static final String SLAVE = "slave"; //使用ThreadLocal記錄當前線程的數據源key private static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>(); /** * 設置數據源key * @param key */ public static void putDataSourceKey(String key) { holder.set(key); } /** * 獲取數據源key * @return */ public static String getDataSourceKey() { return holder.get(); } /** * 標記寫庫*/ public static void markMaster(){ putDataSourceKey(MASTER); } /** * 標記讀庫*/ public static void markSlave(){ putDataSourceKey(SLAVE); }} 3.4. DataSourceAspect
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;import org.aspectj.lang.JoinPoint;/** * 定義數據源的AOP切面，通過該Service的方法名判斷是應該走讀庫還是寫庫* * @author zhijun * */public class DataSourceAspect { /** * 在進入Service方法之前執行* * @param point 切面對象*/ public void before(JoinPoint point) { // 獲取到當前執行的方法名String methodName = point.getSignature().getName(); if (isSlave(methodName)) { // 標記為讀庫DynamicDataSourceHolder.markSlave(); } else { // 標記為寫庫DynamicDataSourceHolder.markMaster(); } } /** * 判斷是否為讀庫* * @param methodName * @return */ private Boolean isSlave(String methodName) { // 方法名以query、find、get開頭的方法名走從庫return StringUtils.startsWithAny(methodName, "query", "find", "get"); }}3.5. 配置2個數據源
3.5.1. jdbc.properties
jdbc.master.driver=com.mysql.jdbc.Driverjdbc.master.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=truejdbc.master.username=rootjdbc.master.password=123456jdbc.slave01.driver=com.mysql.jdbc.Driverjdbc.slave01.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/mybatis_1128?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=truejdbc.slave01.username=rootjdbc.slave01.password=123456
3.5.2. 定義連接池
<!-- 配置連接池--> <bean id="masterDataSource" destroy-method="close"> <!-- 數據庫驅動--> <property name="driverClass" value="${jdbc.master.driver}" /> <!-- 相應驅動的jdbcUrl --> <property name="jdbcUrl" value="${jdbc.master.url}" /> <!-- 數據庫的用戶名--> <property name="username" value="${jdbc.master.username}" /> <!-- 數據庫的密碼--> <property name="password" value="${jdbc.master.password}" /> <!-- 檢查數據庫連接池中空閒連接的間隔時間，單位是分，默認值：240，如果要取消則設置為0 --> <property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" /> <!-- 連接池中未使用的鏈接最大存活時間，單位是分，默認值：60，如果要永遠存活設置為0 --> <property name="idleMaxAge" value="30" /> <!-- 每個分區最大的連接數--> <property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" /> <!-- 每個分區最小的連接數--> <property name="minConnectionsPerPartition" value="5" /> </bean> <!-- 配置連接池--> <bean id="slave01DataSource" destroy-method="close"> <!-- 數據庫驅動--> <property name="driverClass" value="${jdbc.slave01.driver}" /> <!-- 相應驅動的jdbcUrl --> <property name="jdbcUrl" value="${jdbc.slave01.url}" /> <!-- 數據庫的用戶名--> <property name="username" value="${jdbc.slave01.username}" /> <!-- 數據庫的密碼--> <property name="password" value="${jdbc.slave01.password}" /> <!-- 檢查數據庫連接池中空閒連接的間隔時間，單位是分，默認值：240，如果要取消則設置為0 --> <property name="idleConnectionTestPeriod" value="60" /> <!-- 連接池中未使用的鏈接最大存活時間，單位是分，默認值：60，如果要永遠存活設置為0 --> <property name="idleMaxAge" value="30" /> <!-- 每個分區最大的連接數--> <property name="maxConnectionsPerPartition" value="150" /> <!-- 每個分區最小的連接數--> <property name="minConnectionsPerPartition" value="5" /> </bean> 3.5.3. 定義DataSource
<!-- 定義數據源，使用自己實現的數據源--> <bean id="dataSource"> <!-- 設置多個數據源--> <property name="targetDataSources"> <map key-type="java.lang.String"> <!-- 這個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> <!-- 設置默認的數據源，這裡默認走寫庫--> <property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDataSource"/> </bean>
3.6. 配置事務管理以及動態切換數據源切面
3.6.1. 定義事務管理器
<!-- 定義事務管理器--> <bean id="transactionManager" > <property name="dataSource" ref="dataSource" /> </bean>
3.6.2. 定義事務策略
<!-- 定義事務策略--> <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager"> <tx:attributes> <!--定義查詢方法都是只讀的--> <tx:method name="query*" read-only="true" /> <tx:method name="find*" read-only="true" /> <tx:method name="get*" read-only="true" /> <!-- 主庫執行操作，事務傳播行為定義為默認行為--> <tx:method name="save*" propagation="REQUIRED" /> <tx:method name="update*" propagation="REQUIRED" /> <tx:method name="delete*" propagation="REQUIRED" /> <!--其他方法使用默認事務策略--> <tx:method name="*" /> </tx:attributes> </tx:advice>
3.6.3. 定義切面
<!-- 定義AOP切面處理器--> <bean id="dataSourceAspect" /> <aop:config> <!-- 定義切面，所有的service的所有方法--> <aop:pointcut id="txPointcut" expression="execution(* xx.xxx.xxxxxxx.service.*.*(..))" /> <!-- 應用事務策略到Service切面--> <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="txPointcut"/> <!-- 將切面應用到自定義的切面處理器上，-9999保證該切面優先級最高執行--> <aop:aspect ref="dataSourceAspect" order="-9999"> <aop:before method="before" pointcut-ref="txPointcut" /> </aop:aspect> </aop:config>
4. 改進切面實現，使用事務策略規則匹配
之前的實現我們是將通過方法名匹配，而不是使用事務策略中的定義，我們使用事務管理策略中的規則匹配。
4.1. 改進後的配置
<!-- 定義AOP切面處理器--> <bean id="dataSourceAspect"> <!-- 指定事務策略--> <property name="txAdvice" ref="txAdvice"/> <!-- 指定slave方法的前綴（非必須） --> <property name="slaveMethodStart" value="query,find,get"/> </bean>
4.2. 改進後的實現
import java.lang.reflect.Field;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Map;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;/** * 定義數據源的AOP切面，該類控制了使用Master還是Slave。 * * 如果事務管理中配置了事務策略，則採用配置的事務策略中的標記了ReadOnly的方法是用Slave，其它使用Master。 * * 如果沒有配置事務管理的策略，則採用方法名匹配的原則，以query、find、get開頭方法用Slave，其它用Master。 * * @author zhijun * */public class DataSourceAspect { private List<String> slaveMethodPattern = new ArrayList<String>(); private static final String[] defaultSlaveMethodStart = new String[]{ "query", "find", "get" }; private String[] slaveMethodStart; /** * 讀取事務管理中的策略* * @param txAdvice * @throws Exception */ @SuppressWarnings("unchecked") public void setTxAdvice(TransactionInterceptor txAdvice) throws Exception { if (txAdvice == null) { // 沒有配置事務管理策略return; } //從txAdvice獲取到策略配置信息TransactionAttributeSource transactionAttributeSource = txAdvice.getTransactionAttributeSource(); if (!(transactionAttributeSource instanceof NameMatchTransactionAttributeSource)) { return; } //使用反射技術獲取到NameMatchTransactionAttributeSource對像中的nameMap屬性值NameMatchTransactionAttributeSource matchTransactionAttributeSource = (NameMatchTransactionAttributeSource) transactionAttributeSource; Field nameMapField = ReflectionUtils.findField(NameMatchTransactionAttributeSource.class, "nameMap"); nameMapField.setAccessible(true); //設置該字段可訪問//獲取nameMap的值Map<String, TransactionAttribute> map = (Map<String, TransactionAttribute>) nameMapField.get(matchTransactionAttributeSource); //遍歷nameMap for (Map.Entry<String, TransactionAttribute> entry : map.entrySet()) { if (!entry.getValue().isReadOnly()) {//判斷之後定義了ReadOnly的策略才加入到slaveMethodPattern continue; } slaveMethodPattern.add(entry.getKey()); } } /** * 在進入Service方法之前執行* * @param point 切面對象*/ public void before(JoinPoint point) { // 獲取到當前執行的方法名String methodName = point.getSignature().getName(); boolean isSlave = false; if (slaveMethodPattern.isEmpty()) { // 當前Spring容器中沒有配置事務策略，採用方法名匹配方式isSlave = isSlave(methodName); } else { // 使用策略規則匹配for (String mappedName : slaveMethodPattern) { if (isMatch(methodName, mappedName)) { isSlave = true; break; } } } if (isSlave) { // 標記為讀庫DynamicDataSourceHolder.markSlave(); } else { // 標記為寫庫DynamicDataSourceHolder.markMaster(); } } /** * 判斷是否為讀庫* * @param methodName * @return */ private Boolean isSlave(String methodName) { // 方法名以query、find、get開頭的方法名走從庫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); } /** * 用戶指定slave的方法名前綴* @param slaveMethodStart */ public void setSlaveMethodStart(String[] slaveMethodStart) { this.slaveMethodStart = slaveMethodStart; } public String[] getSlaveMethodStart() { if(this.slaveMethodStart == null){ // 沒有指定，使用默認return defaultSlaveMethodStart; } return slaveMethodStart; } }5. 一主多從的實現
很多實際使用場景下都是採用“一主多從”的架構的，所以我們現在對這種架構做支持，目前只需要修改DynamicDataSource即可。
5.1. 實現
import java.lang.reflect.Field;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;import javax.sql.DataSource;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;import org.springframework.util.ReflectionUtils;/** * 定義動態數據源，實現通過集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource，只需要實現determineCurrentLookupKey方法即可* * 由於DynamicDataSource是單例的，線程不安全的，所以採用ThreadLocal保證線程安全，由DynamicDataSourceHolder完成。 * * @author zhijun * */public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DynamicDataSource.class); private Integer slaveCount; // 輪詢計數,初始為-1,AtomicInteger是線程安全的private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(-1); // 記錄讀庫的key private List<Object> slaveDataSources = new ArrayList<Object>(0); @Override protected Object determineCurrentLookupKey() { // 使用DynamicDataSourceHolder保證線程安全，並且得到當前線程中的數據源key if (DynamicDataSourceHolder.isMaster()) { Object key = DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey(); if (LOGGER.isDebugEnabled()) { LOGGER.debug("當前DataSource的key為: " + key); } return key; } Object key = getSlaveKey(); if (LOGGER.isDebugEnabled()) { LOGGER.debug("當前DataSource的key為: " + key); } return key; } @SuppressWarnings("unchecked") @Override public void afterPropertiesSet() { super.afterPropertiesSet(); // 由於父類的resolvedDataSources屬性是私有的子類獲取不到，需要使用反射獲取Field field = ReflectionUtils.findField(AbstractRoutingDataSource.class, "resolvedDataSources"); field.setAccessible(true); // 設置可訪問try { Map<Object, DataSource> resolvedDataSources = (Map<Object, DataSource>) field.get(this); // 讀庫的數據量等於數據源總數減去寫庫的數量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); } } /** * 輪詢算法實現* * @return */ public Object getSlaveKey() { // 得到的下標為：0、1、2、3…… Integer index = counter.incrementAndGet() % slaveCount; if (counter.get() > 9999) { // 以免超出Integer範圍counter.set(-1); // 還原} return slaveDataSources.get(index); }}6. MySQL主從復制
6.1. 原理
mysql主(稱master)從(稱slave)複製的原理：
1、master將數據改變記錄到二進制日誌(binarylog)中,也即是配置文件log-bin指定的文件(這些記錄叫做二進制日誌事件，binary log events)
2、slave將master的binary logevents拷貝到它的中繼日誌(relay log)
3、slave重做中繼日誌中的事件,將改變反映它自己的數據(數據重演)
6.2. 主從配置需要注意的地方
1、主DB server和從DB server數據庫的版本一致
2、主DB server和從DB server數據庫數據一致[ 這裡就會可以把主的備份在從上還原，也可以直接將主的數據目錄拷貝到從的相應數據目錄]
3、主DB server開啟二進制日誌,主DB server和從DB server的server_id都必須唯一
6.3. 主庫配置（windows，Linux下也類似）
可能有些朋友主從數據庫的ip地址、用戶名和賬號配置不是很清楚，下面是我測試的主從配置，ip都是127.0.0.1，我在講完自己的例子後，還會寫
一個主從ip是不相同的配置的例子，大家可以通過這個例子去更加直觀的了解配置方法。
在my.ini [mysqld] 下面修改（從庫也是如此）：
#開啟主從復制，主庫的配置log-bin= mysql3306-bin#指定主庫serveridserver-id=101#指定同步的數據庫，如果不指定則同步全部數據庫binlog-do-db=mybatis_1128
（my.ini中輸入的這些命令一定要和下面有一行空格，不然MySQL不識別）
執行SQL語句查詢狀態：SHOW MASTER STATUS
需要記錄下Position值，需要在從庫中設置同步起始值。
另外我再說一點，如果您在mysql執行SHOW MASTER STATUS 發現配置在my.ini中的內容沒有起到效果，可能原因是並沒有選擇對my.ini文件，也可能是您沒有重啟服務，很大概率是後者造成的原因，
要想使配置生效，必須關掉MySQL服務，再重新啟動。
關閉服務的方法：
win鍵打開，輸入services.msc調出服務：
再啟動SQLyog，發現配置已經生效了。
6.4. 在主庫創建同步用戶
#授權用戶slave01使用123456密碼登錄mysqlgrant replication slave on *.* to 'slave01'@'127.0.0.1'identified by '123456';flush privileges;
6.5. 從庫配置
在my.ini修改：
#指定serverid，只要不重複即可，從庫也只有這一個配置，其他都在SQL語句中操作server-id=102
以下執行SQL（使用從機的root賬戶執行）：
CHANGEMATERTOmater_hot='127.0.0.1',//主機的ip地址mater_uer='lave01',//主機的用戶（就是剛剛在主機通過ql創建出來的賬戶）mater_paword='123456',mater_port=3306,mater_log_file='myql3306-bin.000006',//Filemater_log_po=1120;//Poition
#啟動slave同步START SLAVE;#查看同步狀態SHOW SLAVE STATUS;
下面是ip不同的兩台電腦的主從配置方法：
主數據庫所在的操作系統：win7
主數據庫的版本：5.0
主數據庫的ip地址：192.168.1.111
從數據庫所在的操作系統：linux
從數據的版本：5.0
從數據庫的ip地址：192.168.1.112
介紹完了環境，就聊聊配置步驟：
1、確保主數據庫與從數據庫一模一樣。
例如：主數據庫裡的a的數據庫裡有b，c，d表，那從數據庫裡的就應該有一個模子刻出來的a的數據庫和b，c，d表
2、在主數據庫上創建同步賬號。
複製代碼代碼如下:
GRANT REPLICATION SLAVE,FILE ON *.* TO 'mstest'@'192.168.1.112' IDENTIFIED BY '123456';
192.168.1.112：是運行使用該用戶的ip地址
mstest：是新創建的用戶名
123456：是新創建的用戶名的密碼
以上命令的詳細解釋，最好百度一下，寫太多反到更加更不清思路。
3、配置主數據庫的my.ini(因為是在window下，所以是my.ini不是my.cnf)。
[mysqld]server-id=1log-bin=logbinlog-do-db=mstest //要同步的mstest數據庫,要同步多個數據庫，就多加幾個binlog-do-db=數據庫名binlog-ignore-db=mysql //要忽略的數據庫
4、配置從數據庫的my.cnf。
[mysqld]server-id=2master-host=192.168.1.111master-user=mstest //第一步創建賬號的用戶名master-password=123456 //第一步創建賬號的密碼master-port=3306master-connect-retry=60replicate-do-db=mstest //要同步的mstest數據庫,要同步多個數據庫，就多加幾個replicate-do-db=數據庫名replicate-ignore-db=mysql //要忽略的數據庫
5、驗證是否成功
進入mysql，後輸入命令:show slave status/G。將顯示下圖。如果slave_io_running和slave_sql_running都為yes，那麼表明可以成功同步了
6、測試同步數據。
進入主數據庫輸入命令:insert into one(name) values('beijing');
然後進入從數據庫輸入命令：select * from one;
如果此時從數據庫有獲取到數據，說明同步成功了，主從也就實現了
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持武林網。