SpringBoot动态切换多数据源

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发布于 2022-08-31 08:58:47

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SpringBoot动态切换多数据源

多数据源

最常见的单一应用中最多涉及到一个数据库，即是一个数据源（Datasource）。那么顾名思义，多数据源就是在一个单一应用中涉及到了两个及以上的数据库了。

其实在配置数据源的时候就已经很明确这个定义了，如以下代码：

@Bean(name = "dataSource")
public DataSource dataSource() {
    DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();
    druidDataSource.setUrl(url);
    druidDataSource.setUsername(username);
    druidDataSource.setDriverClassName(driverClassName);
    druidDataSource.setPassword(password);
    return druidDataSource;
}

url、username、password这三个属性已经唯一确定了一个数据库了，DataSource则是依赖这三个创建出来的。则多数据源即是配置多个DataSource（暂且这么理解）。

何时用到多数据源？

大多数做过医疗系统的都会和HIS打交道，为了简化护士以及医生的操作流程，必须要将必要的信息从HIS系统对接过来，据我了解的大致有两种方案如下：

HIS提供视图，比如医护视图、患者视图等，而此时其他系统只需要定时的从HIS视图中读取数据同步到自己数据库中即可。
HIS提供接口，无论是webService还是HTTP形式都是可行的，此时其他系统只需要按照要求调接口即可。

很明显第一种方案涉及到了至少两个数据库了，一个是HIS数据库，一个自己系统的数据库，在单一应用中必然需要用到多数据源的切换 才能达到目的。

当然多数据源的使用场景还是有很多的，以上只是简单的一个场景。

整合单一的数据源

本文使用阿里的数据库连接池druid，添加依赖如下：

<!--druid连接池-->
<dependency>
   <groupId>com.alibaba</groupId>
   <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.1.9</version>
</dependency>

阿里的数据库连接池非常强大，比如数据监控、数据库加密等等内容，本文仅仅演示与Spring Boot整合的过程，一些其他的功能后续可以自己研究添加。

Druid连接池的starter的自动配置类是DruidDataSourceAutoConfigure，类上标注如下一行注解：

@EnableConfigurationProperties({DruidStatProperties.class, DataSourceProperties.class})

@EnableConfigurationProperties这个注解使得配置文件中的配置生效并且映射到指定类的属性。

DruidStatProperties中指定的前缀是spring.datasource.druid，这个配置主要是用来设置连接池的一些参数。

DataSourceProperties中指定的前缀是spring.datasource，这个主要是用来设置数据库的url、username、password等信息。

因此我们只需要在全局配置文件中指定数据库的一些配置 以及连接池的一些配置 信息即可，前缀分别是spring.datasource.druid、spring.datasource，以下是个人随便配置的(application.properties)：

spring.datasource.url=jdbc\:mysql\://120.26.101.xxx\:3306/xxx?useUnicode\=true&characterEncoding\=UTF-8&zeroDateTimeBehavior\=convertToNull&useSSL\=false&allowMultiQueries\=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=xxxx
spring.datasource.type=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
#初始化连接大小
spring.datasource.druid.initial-size=0
#连接池最大使用连接数量
spring.datasource.druid.max-active=20
#连接池最小空闲
spring.datasource.druid.min-idle=0
#获取连接最大等待时间
spring.datasource.druid.max-wait=6000
spring.datasource.druid.validation-query=SELECT 1
#spring.datasource.druid.validation-query-timeout=6000
spring.datasource.druid.test-on-borrow=false
spring.datasource.druid.test-on-return=false
spring.datasource.druid.test-while-idle=true
#配置间隔多久才进行一次检测，检测需要关闭的空闲连接，单位是毫秒
spring.datasource.druid.time-between-eviction-runs-millis=60000
#置一个连接在池中最小生存的时间，单位是毫秒
spring.datasource.druid.min-evictable-idle-time-millis=25200000
#spring.datasource.druid.max-evictable-idle-time-millis=
#打开removeAbandoned功能,多少时间内必须关闭连接
spring.datasource.druid.removeAbandoned=true
#1800秒，也就是30分钟
spring.datasource.druid.remove-abandoned-timeout=1800
#<!-- 1800秒，也就是30分钟 -->
spring.datasource.druid.log-abandoned=true
spring.datasource.druid.filters=mergeStat

在全局配置文件application.properties文件中配置以上的信息即可注入一个数据源到Spring Boot中。其实这仅仅是一种方式，下面介绍另外一种方式。

在自动配置类中DruidDataSourceAutoConfigure中有如下一段代码：

@Bean(initMethod = "init")
  @ConditionalOnMissingBean
  public DataSource dataSource() {
      LOGGER.info("Init DruidDataSource");
      return new DruidDataSourceWrapper();
  }

@ConditionalOnMissingBean和@Bean这两个注解的结合，意味着我们可以覆盖，只需要提前在IOC中注入一个DataSource类型的Bean即可。

因此我们在自定义的配置类中定义如下配置即可：

/**
     * @Bean：向IOC容器中注入一个Bean
     * @ConfigurationProperties：使得配置文件中以spring.datasource为前缀的属性映射到Bean的属性中
     * @return
     */
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    @Bean
    public DataSource dataSource(){
        //做一些其他的自定义配置，比如密码加密等......
        return new DruidDataSource();
    }

以上介绍了两种数据源的配置方式，第一种比较简单，第二种适合扩展，按需选择。

整合Mybatis

Spring Boot 整合Mybatis其实很简单，简单的几步就搞定，首先添加依赖：

<dependency>
     <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
     <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
     <version>2.0.0</version>
</dependency>

第二步找到自动配置类MybatisAutoConfiguration，有如下一行代码：

@EnableConfigurationProperties(MybatisProperties.class)

老套路了，全局配置文件中配置前缀为mybatis的配置将会映射到该类中的属性。

可配置的东西很多，比如XML文件的位置、类型处理器等等，如下简单的配置：

mybatis.type-handlers-package=com.demo.typehandler
mybatis.configuration.map-underscore-to-camel-case=true

如果需要通过包扫描的方式注入Mapper，则需要在配置类上加入一个注解：@MapperScan，其中的value属性指定需要扫描的包。

直接在全局配置文件配置各种属性是一种比较简单的方式，其实的任何组件的整合都有不少于两种的配置方式，下面来介绍下配置类如何配置。

MybatisAutoConfiguration自动配置类有如下一断代码：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {}

@ConditionalOnMissingBean和@Bean真是老搭档了，意味着我们又可以覆盖，只需要在IOC容器中注入SqlSessionFactory（Mybatis六剑客之一生产者）。

在自定义配置类中注入即可，如下：

/**
    * 注入SqlSessionFactory
    */
   @Bean("sqlSessionFactory1")
   public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {
       SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
       sqlSessionFactoryBean.setDataSource(dataSource);
       sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath*:/mapper/**/*.xml"));
       org.apache.ibatis.session.Configuration configuration = new org.apache.ibatis.session.Configuration();
       // 自动将数据库中的下划线转换为驼峰格式
       configuration.setMapUnderscoreToCamelCase(true);
       configuration.setDefaultFetchSize(100);
       configuration.setDefaultStatementTimeout(30);
       sqlSessionFactoryBean.setConfiguration(configuration);
       return sqlSessionFactoryBean.getObject();
   }

以上介绍了配置Mybatis的两种方式，其实在大多数场景中使用第一种已经够用了，至于为什么介绍第二种呢？当然是为了多数据源的整合而做准备了。

在MybatisAutoConfiguration中有一行很重要的代码，如下：

@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)

@ConditionalOnSingleCandidate这个注解的意思是当IOC容器中只有一个候选Bean的实例才会生效。

多数据源如何整合？

上文留下的问题：为什么的Mybatis自动配置上标注如下一行代码：

@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)

以上这行代码的言外之意：当IOC容器中只有一个数据源DataSource，这个自动配置类才会生效。

有一个误解，认为多数据源就是多个的DataSource并存的，当然这样说也不是不正确。

多数据源的情况下并不是多个数据源并存的，Spring提供了AbstractRoutingDataSource这样一个抽象类，使得能够在多数据源的情况下任意切换，相当于一个动态路由 的作用，作者称之为动态数据源。因此Mybatis只需要配置这个动态数据源即可。

什么是动态数据源？

动态数据源简单的说就是能够自由切换的数据源，类似于一个动态路由的感觉，Spring 提供了一个抽象类AbstractRoutingDataSource，这个抽象类中哟一个属性，如下：

private Map<Object, Object> targetDataSources;

targetDataSources是一个Map结构，所有需要切换的数据源都存放在其中，根据指定的KEY进行切换。当然还有一个默认的数据源。

AbstractRoutingDataSource这个抽象类中有一个抽象方法需要子类实现，如下：

protected abstract Object determineCurrentLookupKey();

determineCurrentLookupKey()这个方法的返回值决定了需要切换的数据源的KEY，就是根据这个KEY从targetDataSources取值（数据源）。

数据源切换如何保证线程隔离？

数据源属于一个公共的资源，在多线程的情况下如何保证线程隔离呢？不能我这边切换了影响其他线程的执行。

说到线程隔离，自然会想到ThreadLocal了，将切换数据源的KEY（用于从targetDataSources中取值）存储在ThreadLocal中，执行结束之后清除即可。

单独封装了一个DataSourceHolder，内部使用ThreadLocal隔离线程，代码如下：

/**
 * 使用ThreadLocal存储切换数据源后的KEY
 */
public class DataSourceHolder {

    //线程  本地环境
    private static final ThreadLocal<String> dataSources = new InheritableThreadLocal();

    //设置数据源
    public static void setDataSource(String datasource) {
        dataSources.set(datasource);
    }

    //获取数据源
    public static String getDataSource() {
        return dataSources.get();
    }

    //清除数据源
    public static void clearDataSource() {
        dataSources.remove();
    }
}

如何构造一个动态数据源？

上文说过只需继承一个抽象类AbstractRoutingDataSource，重写其中的一个方法determineCurrentLookupKey()即可。代码如下：

/**
 * 动态数据源，继承AbstractRoutingDataSource
 */
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {

    /**
     * 返回需要使用的数据源的key，将会按照这个KEY从Map获取对应的数据源（切换）
     * @return
     */
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        //从ThreadLocal中取出KEY
        return DataSourceHolder.getDataSource();
    }

    /**
     * 构造方法填充Map，构建多数据源
     */
    public DynamicDataSource(DataSource defaultTargetDataSource, Map<Object, Object> targetDataSources) {
        //默认的数据源，可以作为主数据源
        super.setDefaultTargetDataSource(defaultTargetDataSource);
        //目标数据源
        super.setTargetDataSources(targetDataSources);
        //执行afterPropertiesSet方法，完成属性的设置
        super.afterPropertiesSet();
    }
}

上述代码很简单，分析如下：

一个多参的构造方法，指定了默认的数据源和目标数据源。
重写determineCurrentLookupKey()方法，返回数据源对应的KEY，这里是直接从ThreadLocal中取值，就是上文封装的DataSourceHolder。

定义一个注解

为了操作方便且低耦合，不能每次需要切换的数据源的时候都要手动调一下接口吧，可以定义一个切换数据源的注解，如下：

/**
 * 切换数据源的注解
 */
@Target(value = ElementType.METHOD)
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface SwitchSource {

    /**
     * 默认切换的数据源KEY
     */
    String DEFAULT_NAME = "hisDataSource";

    /**
     * 需要切换到数据的KEY
     */
    String value() default DEFAULT_NAME;
}

注解中只有一个value属性，指定了需要切换数据源的KEY。

有注解还不行，当然还要有切面，代码如下：

@Aspect
//优先级要设置在事务切面执行之前
@Order(1)
@Component
@Slf4j
public class DataSourceAspect {


    @Pointcut("@annotation(SwitchSource)")
    public void pointcut() {
    }

    /**
     * 在方法执行之前切换到指定的数据源
     * @param joinPoint
     */
    @Before(value = "pointcut()")
    public void beforeOpt(JoinPoint joinPoint) {
        /*因为是对注解进行切面，所以这边无需做过多判定，直接获取注解的值，进行环绕，将数据源设置成远方，然后结束后，清楚当前线程数据源*/
        Method method = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod();
        SwitchSource switchSource = method.getAnnotation(SwitchSource.class);
        log.info("[Switch DataSource]:" + switchSource.value());
        DataSourceHolder.setDataSource(switchSource.value());
    }

    /**
     * 方法执行之后清除掉ThreadLocal中存储的KEY，这样动态数据源会使用默认的数据源
     */
    @After(value = "pointcut()")
    public void afterOpt() {
        DataSourceHolder.clearDataSource();
        log.info("[Switch Default DataSource]");
    }
}

这个ASPECT很容易理解，beforeOpt()在方法之前执行，取值@SwitchSource中value属性设置到ThreadLocal中;afterOpt()方法在方法执行之后执行，清除掉ThreadLocal中的KEY，保证了如果不切换数据源，则用默认的数据源。

如何与Mybatis整合？

单一数据源与Mybatis整合上文已经详细讲解了，数据源DataSource作为参数构建了SqlSessionFactory，同样的思想，只需要把这个数据源换成动态数据源即可。注入的代码如下：

/**
     * 创建动态数据源的SqlSessionFactory，传入的是动态数据源
     * @Primary这个注解很重要，如果项目中存在多个SqlSessionFactory，这个注解一定要加上
     */
    @Primary
    @Bean("sqlSessionFactory2")
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactoryBean(DynamicDataSource dynamicDataSource) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(dynamicDataSource);
        sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath*:/mapper/**/*.xml"));
        org.apache.ibatis.session.Configuration configuration = new org.apache.ibatis.session.Configuration();
        configuration.setMapUnderscoreToCamelCase(true);
        configuration.setDefaultFetchSize(100);
        configuration.setDefaultStatementTimeout(30);
        sqlSessionFactoryBean.setConfiguration(configuration);
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }

与Mybatis整合很简单，只需要把数据源替换成自定义的动态数据源DynamicDataSource。

那么动态数据源如何注入到IOC容器中呢？看上文自定义的DynamicDataSource构造方法，肯定需要两个数据源了，因此必须先注入两个或者多个数据源到IOC容器中，如下：

/**
    * @Bean：向IOC容器中注入一个Bean
    * @ConfigurationProperties：使得配置文件中以spring.datasource为前缀的属性映射到Bean的属性中
    */
   @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
   @Bean("dataSource")
   public DataSource dataSource(){
       return new DruidDataSource();
   }

   /**
    * 向IOC容器中注入另外一个数据源
    * 全局配置文件中前缀是spring.datasource.his
    */
   @Bean(name = SwitchSource.DEFAULT_NAME)
   @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.his")
   public DataSource hisDataSource() {
       return DataSourceBuilder.create().build();
   }

以上构建的两个数据源，一个是默认的数据源 ，一个是需要切换到的数据源（targetDataSources） ，这样就组成了动态数据源了。数据源的一些信息，比如url，username需要自己在全局配置文件中根据指定的前缀配置即可，代码不再贴出。

动态数据源的注入代码如下：

/**
     * 创建动态数据源的SqlSessionFactory，传入的是动态数据源
     * @Primary这个注解很重要，如果项目中存在多个SqlSessionFactory，这个注解一定要加上
     */
    @Primary
    @Bean("sqlSessionFactory2")
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactoryBean(DynamicDataSource dynamicDataSource) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(dynamicDataSource);
        org.apache.ibatis.session.Configuration configuration = new org.apache.ibatis.session.Configuration();
        configuration.setMapUnderscoreToCamelCase(true);
        configuration.setDefaultFetchSize(100);
        configuration.setDefaultStatementTimeout(30);
        sqlSessionFactoryBean.setConfiguration(configuration);
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }

这里还有一个问题：IOC中存在多个数据源了，那么事务管理器怎么办呢？它也懵逼了，到底选择哪个数据源呢？因此事务管理器肯定还是要重新配置的。

事务管理器此时管理的数据源将是动态数据源DynamicDataSource，配置如下：

/**
  * 重写事务管理器，管理动态数据源
  */
 @Primary
 @Bean(value = "transactionManager2")
 public PlatformTransactionManager annotationDrivenTransactionManager(DynamicDataSource dataSource) {
     return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
 }

至此，Mybatis与多数据源的整合就完成了。

演示

使用也是很简单，在需要切换数据源的方法上方标注@SwitchSource切换到指定的数据源即可，如下：

//不开启事务
@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
//切换到HIS的数据源
@SwitchSource
@Override
public List<DeptInfo> list() {
    return hisDeptInfoMapper.listDept();
}

这样只要执行到这方法将会切换到HIS的数据源，方法执行结束之后将会清除，执行默认的数据源。

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