文章编号:1007-757X(2021)02-0084-03
基于Spring Boot与MyBatis框架构建动态读写分离模型
张旭刚，张昕，高若寒
(国电南瑞科技股份有限公司信息系统集成分公司，江苏南京210000)
摘要：读写分离集，是当前系统应对高并发、大吞吐量的一种方法，也是一种保障系统业务连续性的方法°现有实现读写分离集的工具和方法，主要是一种静态部署，不适应资源横向扩展、动态伸缩的需求，不能够快速响应外部需求的变化°'用Spring Boot和MyBatis框架提供的技术优势，通过面向切面编程AOP，提供一种动态的低耦合的读写分离方法，数据源可以横向扩展，根据需求动态收缩，并对应用程序透明"
关键词：读写分离；Spring Boot；MyBatis；AOP
中图分类号：TP301文献标志码：A
A Way Realizing Separation of Reading and Writing Based
onSpringBootand MyBatis
ZHANG Xugang,ZHANG Xin,GAO Ruohan
(Information System Integration Branch!Guodian Nanrui Technology Co!Ltd!Nanjing210000!China) Abstract:The separation of reading from writing is a way in dealing with high concurrence and high throughput,also a way to enhance business continuity.The majority of main ways and tools provides a static deployment.The static deployment is lack ofscaled-outanddynamicscalability Itcannotberapidlysatisfied withouterrequirementchanges Thistopic!usingSpring Bootand MyBatisframework with AOP!providesadynamicandlow-coupling way Thedatasourcesarescaled-outanddy-namica l yscalable Anditistransparenttoapplicationprogram
Key words:separation of reading and writing；Spring Boot；MyBatis；AOP
0引言
读写分离集，不仅提高了系统的健壮性和可靠性，以及系统的吞吐量和性能，保障了系统业务的连续性，而且也实现了资源的最大利用率&当前的实现方法主要通过静态方式配置，主要有中间件方式，如amoeba和mysql-proxy，分业务方式，对读写操作配置u O&静态方式缺乏灵活性，无法根据系统负载、用户需求等情况，实现资源的快速动态收缩，难以满足在不停机的条件下进行数据源切换，无法保证业务的连续性&
利用Spring Boot和MyBatis框架提供的优势，通过面向切面编程AOP，实现一种对应用透明、数据源可以动态收缩与切换的模型&
1Spring Boot架构
Spring Boot是由Pivotal团队提供，简化Spring开发的微服务框架&通过约定优于配置和起步依赖，简化复杂的依赖关系，大量减少XML配置文件，基本实现自动化位置，能够快速创建独立运行的Spring项目，并且集成了主流框架，如AOP和MyBatis&为实现动态读写分离模型，主要利用面向切面编程技术AOP、MyBtis映射.SpringBoot的类Ab-stractRoutingDataSource ThreadLocal程间的数据隔离(1)&
11Spring AOP
Spring AOP(Aspect-Oriented Programming，面向切面编程)，是一种称为“横切”的技术，把与业务无关逻辑，但为业务模块共同调用的逻辑或功能封装起来，将其命名为"Aspect”，即方面，减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，便于后期的操作和维护&在论文中，主要使用AOP的前置通知，拦截MyBatis映射的SQL语句，动态选择数据源&
12MyBatis
Mybatis是一个支持普通SQL查询、存储过程和高级映射的优秀持久层框架，在持久层映射关系的开发
中，可以不用写实现类，能以代理方式自动生成实现代码，同时SQL语句写在映射XML文件中，实现了代码与SQL分离，降低耦合度&在映射XML文件中，通过id标识不同类型的SQL 语句，对查询、插入、删除和更新语句进行区分如口查询语句的id前缀为query，删除语句的id前缀为delete，通过甄别判SQL语选择的数据!的
分离&
作者简介：张旭冈IJC979-)，男，硕士，助理工程师，研究方向：计算机应用技术。
张昕(1973-)，男，硕士，高级工程师，研究方向：大型企业信息化规划&
高若寒(1989-)，女，本科，助理工程师，研究方向：计算机应用技术。
13AbstractRoutingDataSource
Spring Boot提供了Abstract Routing Data Source根据用户定义的规则选择当前的数据源，可以在执行SQL操作
前！的数据源！由数据源的模型，它的方法determine Target Data Source#返回一个数据源，在该方法内部会调用抽象方法determine Current Lookup Key#决定使用哪个数据源‘lookup key键通常是通过Thread Local 定的上下文&
14ThreadLocal
Thread Local作用是提供线程内的局部变量，维护变量时Thread Local为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本&
在面向切面编程AOP的前置通知中通过Thread Local 程的数据源类型，是读数据源还数据源&在返回数据源的时候，通过determine Current Lookup Key#调用Thread Local取得线程的数据源类型，从而为本次指定具体的数据源！还⑵。
2动态读写分离设计与实现
2.1总体架构
程序实现基于Spring Boot框架，通过Maven进行编译、测试和打包&Spring Boot基于Spring，减少了配置，简化了，使开发更高整体五层，客户端即程序，发起数据访问；第二DAO(数据访问对象)，访问的sql语句配置在MyBatis的映射文件里，与程序的DAO映射关系，由MyBatis自动实现接口的文件，对数据行；,AOP，即面向切面编程DAO数据前，进行拦截，根据id进行动态选择数据源，如果语句则，如果是修改语句则y指向数据库，实现数据的，能有负、高、SQL、数据由等；第四层，创个数据源，每个数据源创个数据库资源池，分别指向写数据数据库；第五层，主备数据库间，通过binlog进行数据步，并进行故障切换⑷。
通过上面五层，与Spring Boot和MyBatis架构构建程
程明，无任何侵入，原程何改
简的数据5)。
构可以进行横向扩展，当性能无法满足需求时，添加数据源，添加数据库，进行负担，明，如图1所示&
2.2读写分离的实现
MySQL数据的 !的
类图如口图2所示&
由四个类!DynamicDataSource的根据数据源的值返回数据源；Data Source Context Holder圭寸装了Thread Local，取本次访问的数据源的值dynamic Data Source Aspect实现AOP的前置通知，拦截和解析SQL的id，根据id操作还操作，通过Data Source Context Holder动态设置数据源的值，然后Dynamic DataSource取的数据；MultiDataSourceCon-
ZE
持久层MyBatis
u MyBatis
映射文件
AOP
ThreadLocal.set(动态数据源)
生产库备库
图1总体结构图
图2读写分离的实现类图
fig配置多个数据源，在应用启动后有多个数据源可以选择& DynamicDataSource!取数据的数据!
如果操作，返回只读库数据源如口果删改则]写库。继承Abstract Routing Data Source并重写其中的方法determine Current Lookup Key()，该方法调用封装了ThreadLocal的DatabaseContext Holder!取当前程的DatabaseType。
Data Source Context Holder，用户设置数据库访问的数据源，具体设置通过切面拦截调用该类的方法set Data Source Type。该类拥有一个Thread Local的静态常量私有属性private static final Thread Local<String)CONTEXT. HOLDER=new Thread Local String)()，静态方法set DataSource Type#StringdataSource Key)getDataSource TypeO通过CONTEXT.HOLDER属性，用于标识数据源，每个数据的程的数据。
Dynamic Data Source Aspect用于定义要拦截的SQL操作，通过前置通知解析MyBatis中配置的id，根据id判断SQL操作操作还删!并DataSourceContext Holder的方当前线程的数据源类型。在进行数据源选择时.Dynamic Data Source返回设置的当前线程的数据源类型，当前线程准的数据源&它的主方如。
@Pointcut("execution(*com.sboot.dao.*. -(..)))
public void daoAspect(){
@Before#"daoAspect()”)
public void switchDataSource(JoinPoint point){
System,out.printin#"Begin to execute"+NameO)；
Boolean isQueryMethod=isQueryMethod(point. NameO)；
if(isQueryMethod){
DataSourceContextHolder.setDataSourceType("slave")；
System,out.println("Slave DataSource begin to execute"+NameO)；
-
-
Multi Data Source Config，是一个基于注解的配置，主要封装了写和读两个数据源，实现多数据源，需要取消Spring Boot的自动数据源配置，主要实现方法如下&
@BeanO"dynamicDataSource")
public DataSource dynamicDataSource(){
Map〈Object,Object>targetDataSources=new HashMap<Object,Object〉O；
targetDataSources put O"master"!masterData-Source O))；
targetDataSources put O"slave"!slaveDataSource O))；
DynamicDataSource dataSource=new Dynamic-DataSource O)；
dataSourcesetTargetDataSources O targetDataSourc-es)；
dataSource setDefaultTargetDataSource O masterData-Source O))；
returndataSource；
-
2.3配置多数据源
在application,yml中添加两个数据源:
pring：
datssource：
master：//写数据源的配置springboot框架的作用
url"
jdbc：mysql：//192.168.10.12：3306/masterdb?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone= UTC rewriteBatchedStatements=true
username：studba
password"stuDba1
sql.cj.jdbc.Driver slave：//读数据源的配置
url
jdbc:mysql：//192.168.10.13:3306/slavedb?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone= UTC rewriteBatchedStatements=true
username：studba
password stuDba1
sql.cj.jdbc.Driver 然后在类DataSourceConfig中，利用注解的方式生成数据
©Primary
@Bean("masterDataSource")
@ConfigurationPropertiss(prefix="spring.datasource master")
public DataSource masterDataSource(){
ateO.buildO；
-
通过@ConfigurationPropertiss注解把在配置文件的配置自动的匹配配置数据源需要的值，生成数据源&备数据源的原理与上面一致&
2.4数据访问流程
数据访问流程如口图3所示&
DynamicDataSourceAspect MultiDynamicDataSource|数据库|
3、判断出是find开头的
sql语句，设置读数据源
DataSourceContextHol
1、取得映射的
sql语句
findStudentB
yld
7、根据返回的
读数据源，访问
读数据库
i2、访问数据，被切面拦截'der.setDataSourceType
("slave")、
6、返回要访问
的数据源，本次
访问返回的是读
数据源
11
11
I1
4、在方法I
determineCurrentLook[
upKey()中返回数据源；
类型r eturn I
二DataSourceContextHol|
一-—DataSourceTypeO|
5、dctcrmi ncTargctDataS|
4一ource()根据上面|
dctcrm ncCurrcntT,ook]
upKey()B数返回的key■
值选择一个指定的数据源|
图3数据访问流程
(1)客户端访问数据库，正常流程走到DAO层?MyBa-tis进行映射接口，取得映射的sql语句，如findStudentById o
(2)取得sql语句访问数据库&
(3)通过©Before("daoAspectO")拦截访问，并检查是查询语句，设置数据源为读数据库o
判断出是fnd开头的sql语句，设置读数据源Data-SourceContextHolder.setDataSourceType("slave")&
(4)MultiDynamicDataSource
在方法determineCurrentLooYupKey()中返回数据源类型DataSourceTypeO&
(5)MultiDynamicDataSource的方法
determineTargetDataSource((根据上面determineCur-rentLooYupKey()函数返回的Yey值选择一个指定的数据源。
O)返回要访问的数据源，本次访问返回的是读数据源&
O)根据返回的读数据源，访问读数据库&
2.5应用验证
通过学生ID查询学生信息进行验证，查询操作到读库进行操作&查询学生信息的MyBatis SQL id是findStudent ById,*h t p：//192.168.1.10：8080/stuInfo,
(98$
件，实现对Elevator Simulation 模型的控制过程，以此实现对 单梯控制方式的可靠性进行验证。利用TIAProtal 编写S7-
1200PLC 程序，采用TIA 来实现结构化编写的过程，用户程
序通过“块”的方式进行单独编写&
(2)进行仿真时根据高层写字楼中的实际客流信息进
行分析，选择其余交通模式来完成控算法的仿真，利用客
流模块来自主获得不同模式的乘客数据流。采用层间交通
模式时可以降低高峰段的乘客人数，并且这两种方式都表现
为较低的平均乘梯时间。在各类交通模式下可按照实际条
件把权值赋予评价指标函数，从而达到各交通模式下都能获
得最佳电梯性能&
参考文献
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(收稿日期：2020. 02. 25)
(上接第86页)
行查询，日志输出信息，如图4所示&
2020-06-12 20:37:21.452 INFO 13076 — [nio-B080-exec-l] o.s.web.servlet.DispatcherServlet f'm Ming rliitiimiirrp" nrg 叩R 「hp|ibrtissesyon.Configurationg48d20fl8b 由 to execute findStudentMdl [炯M 齣。2。20场6・12 20:37:22.192 INFO 13876|5丄眈 DBtBSourw begin to execute tindStudentByld | 諒齣
2020-06-12 20:37:21.622 INFO 13076 — [nio-8080-exec-l] con.zaxxer.hikari.HikariDataSource [ 卑—[nio-B080-exec-l] coi.zaxxer.hikari.HiksriDstaSource finish to executE find5tudentById
图4测试验证
日志打印出执行sql 语句findStudentById ，动态选择读
数据源 Slave DataSource 执行。
3
本文基于Spring Boot 和MyBatis 框架，实现了动态的 MySQL 读写分离模型，方法简单、便捷，对应用透明，低耦
合，无侵入性，安装和拆卸对现有程序无任何影响，没有额外
的成本。后续可加入多数据源，通过zooYeeper 进行状态监
控和管理，实现更智能和动态的数据库的横向扩展和收缩，
满足云计算场景需求&
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(美)克雷格•活斯(Craig Walls ). Spring Boot 实战
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( 收稿 日 期 +20200702 )
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