SpringBoot主从数据库的配置和动态数据源切换原理

Java 主从数据库

第一步：配置多数据源

首先，在 SpringBoot 中配置两个数据源，其中第二个数据源是ro-datasource：

spring:
  datasource:
    jdbc-url: jdbc:mysql://localhost/test
    username: rw
    password: rw_password
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    hikari:
      pool-name: HikariCP
      auto-commit: false
      ...
  ro-datasource:
    jdbc-url: jdbc:mysql://localhost/test
    username: ro
    password: ro_password
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    hikari:
      pool-name: HikariCP
      auto-commit: false
      ...

在开发环境下，没有必要配置主从数据库。只需要给数据库设置两个用户，一个rw具有读写权限，一个ro只有 SELECT 权限，这样就模拟了生产环境下对主从数据库的读写分离。
在 SpringBoot 的配置代码中，初始化两个数据源：

@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
    /**
     * Master data source.
     */
    @Bean("masterDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    DataSource masterDataSource() {
       logger.info("create master datasource...");
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }
    /**
     * Slave (read only) data source.
     */
    @Bean("slaveDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.ro-datasource")
    DataSource slaveDataSource() {
        logger.info("create slave datasource...");
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }
    ...
}

第二步：编写 RoutingDataSource

然后，用 Spring 内置的 RoutingDataSource，把两个真实的数据源代理为一个动态数据源：

public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return "masterDataSource";
    }
}
对这个RoutingDataSource，需要在 SpringBoot 中配置好并设置为主数据源：
@SpringBootApplication
public class MySpringBootApplication {
    @Bean
    @Primary
    DataSource primaryDataSource(
            @Autowired @Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource,
            @Autowired @Qualifier("slaveDataSource") DataSource slaveDataSource
    ) {
        logger.info("create routing datasource...");
        Map<Object, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("masterDataSource", masterDataSource);
        map.put("slaveDataSource", slaveDataSource);
        RoutingDataSource routing = new RoutingDataSource();
        routing.setTargetDataSources(map);
        routing.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
        return routing;
    }
    ...
}

现在，RoutingDataSource 配置好了，但是，路由的选择是写死的，即永远返回"masterDataSource"，
现在问题来了：如何存储动态选择的 key 以及在哪设置 key？
在 Servlet 的线程模型中，使用 ThreadLocal 存储 key 最合适，因此，编写一个 RoutingDataSourceContext，来设置并动态存储 key：

public class RoutingDataSourceContext implements AutoCloseable {
    // holds data source key in thread local:
    static final ThreadLocal<String> threadLocalDataSourceKey = new ThreadLocal<>();
    public static String getDataSourceRoutingKey() {
        String key = threadLocalDataSourceKey.get();
        return key == null ? "masterDataSource" : key;
    }
    public RoutingDataSourceContext(String key) {
        threadLocalDataSourceKey.set(key);
    }
    public void close() {
        threadLocalDataSourceKey.remove();
    }
}

然后，修改 RoutingDataSource，获取 key 的代码如下：

public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return RoutingDataSourceContext.getDataSourceRoutingKey();
    }
}

这样，在某个地方，例如一个 Controller 的方法内部，就可以动态设置 DataSource 的 Key：

@Controller
public class MyController {
    @Get("/")
    public String index() {
        String key = "slaveDataSource";
        try (RoutingDataSourceContext ctx = new RoutingDataSourceContext(key)) {
            // TODO:
            return "html... www.liaoxuefeng.com";
        }
    }
}

到此为止，已经成功实现了数据库的动态路由访问。
这个方法是可行的，但是，需要读从数据库的地方，就需要加上一大段try (RoutingDataSourceContext ctx = ...) {}代码，使用起来十分不便。有没有方法可以简化呢？
有！
仔细想想，Spring 提供的声明式事务管理，就只需要一个@Transactional()注解，放在某个 Java 方法上，这个方法就自动具有了事务。
也可以编写一个类似的@RoutingWith("slaveDataSource")注解，放到某个 Controller 的方法上，这个方法内部就自动选择了对应的数据源。代码看起来应该像这样：

@Controller
public class MyController {
    @Get("/")
    @RoutingWith("slaveDataSource")
    public String index() {
        return "html... www.liaoxuefeng.com";
    }
}

这样，完全不修改应用程序的逻辑，只在必要的地方加上注解，自动实现动态数据源切换，这个方法是最简单的。
想要在应用程序中少写代码，就得多做一点底层工作：必须使用类似 Spring 实现声明式事务的机制，即用 AOP 实现动态数据源切换。
实现这个功能也非常简单，编写一个RoutingAspect，利用 AspectJ 实现一个Around拦截：

@Aspect
@Component
public class RoutingAspect {
    @Around("@annotation(routingWith)")
    public Object routingWithDataSource(ProceedingJoinPoint joinPoint, RoutingWith routingWith) throws Throwable {
        String key = routingWith.value();
        try (RoutingDataSourceContext ctx = new RoutingDataSourceContext(key)) {
            return joinPoint.proceed();
        }
    }
}

注意方法的第二个参数RoutingWith是 Spring 传入的注解实例，根据注解的value()获取配置的 key。编译前需要添加一个 Maven 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

到此为止，就实现了用注解动态选择数据源的功能。最后一步重构是用字符串常量替换散落在各处的"masterDataSource"和"slaveDataSource"。

使用限制

受 Servlet 线程模型的局限，动态数据源不能在一个请求内设定后再修改，也就是@RoutingWith不能嵌套。此外，@RoutingWith和@Transactional混用时，要设定 AOP 的优先级。
本文代码需要 SpringBoot 支持，JDK 1.8 编译并打开-parameters编译参数。