.NET Core中怎么利用SQL Server數據庫實現讀寫分離

# .NET Core中怎么利用SQL Server數據庫實現讀寫分離

## 引言

在現代高并發的應用場景中，數據庫往往成為系統性能的瓶頸。讀寫分離（Read/Write Splitting）是一種常見的數據庫優化策略，通過將讀操作和寫操作分發到不同的數據庫服務器，顯著提升系統的整體吞吐量。本文將詳細介紹如何在.NET Core應用中利用SQL Server實現讀寫分離架構。

## 一、讀寫分離基礎概念

### 1.1 什么是讀寫分離
讀寫分離是指：
- **寫操作**（INSERT/UPDATE/DELETE）定向到主數據庫（Master）
- **讀操作**（SELECT）定向到一個或多個從數據庫（Replica）

### 1.2 核心優勢
- **負載均衡**：分散數據庫壓力
- **高可用性**：從庫故障不影響寫操作
- **性能提升**：專庫專用提高查詢效率

## 二、SQL Server讀寫分離方案

### 2.1 官方方案對比

| 方案                | 適用版本       | 特點                      |
|---------------------|---------------|--------------------------|
| Always On可用性組   | Enterprise版  | 自動故障轉移，高可用       |
| 日志傳送            | 所有版本       | 低成本，配置復雜          |
| 事務復制            | Standard及以上 | 實時性較好，有延遲        |

### 2.2 推薦方案選擇
對于.NET Core應用，建議采用：
- **開發環境**：事務復制
- **生產環境**：Always On可用性組（需企業版授權）

## 三、.NET Core實現方案

### 3.1 基礎環境準備
1. 配置SQL Server主從復制
2. 安裝NuGet包：
   ```bash
   dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer
   dotnet add package Microsoft.EntityFrameworkCore.Design

3.2 多數據源配置

// Startup.cs
services.AddDbContext<AppDbContext>(options => 
    options.UseSqlServer(Configuration.GetConnectionString("MasterDB")));

services.AddDbContext<ReadonlyDbContext>(options => 
    options.UseSqlServer(Configuration.GetConnectionString("ReplicaDB")));

3.3 動態路由策略（推薦）

public class DbContextRouter : IDbContextRouter
{
    private readonly IHttpContextAccessor _httpAccessor;
    
    public string GetConnectionString()
    {
        return _httpAccessor.HttpContext.Request.Method == HttpMethod.Get.Method 
            ? "ReplicaDB" 
            : "MasterDB";
    }
}

// 注冊服務
services.AddScoped<IDbContextRouter, DbContextRouter>();

四、高級實現方案

4.1 基于AOP的自動路由

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class UseReplicaAttribute : Attribute { }

public class DbRoutingInterceptor : IInterceptor
{
    public void Intercept(IInvocation invocation)
    {
        if (invocation.Method.GetCustomAttribute<UseReplicaAttribute>() != null)
        {
            // 切換到從庫連接
        }
        invocation.Proceed();
    }
}

4.2 負載均衡策略

public class RoundRobinRouter : IDbConnectionRouter
{
    private readonly List<string> _replicas;
    private int _currentIndex = 0;
    
    public string GetReadConnection()
    {
        var connection = _replicas[_currentIndex];
        _currentIndex = (_currentIndex + 1) % _replicas.Count;
        return connection;
    }
}

五、關鍵問題處理

5.1 數據一致性問題

• 解決方案：
  • 實現延遲讀取檢測（通過@@DBTS檢查）
  • 關鍵業務強制走主庫

public Product GetProduct(int id, bool requireFresh = false)
{
    if (requireFresh)
    {
        using (var masterContext = new MasterDbContext())
        {
            return masterContext.Products.Find(id);
        }
    }
    return _replicaContext.Products.Find(id);
}

5.2 連接池管理

建議配置：

{
  "ConnectionStrings": {
    "ReplicaDB": "Server=replica1;...;Max Pool Size=100;Connection Timeout=30",
    "MasterDB": "Server=master;...;Max Pool Size=50;Connection Timeout=15"
  }
}

六、性能優化建議

6.1 監控指標

• 主從延遲時間（sys.dm_hadr_database_replica_states）
• 連接池使用率（Performance Counter）
• 查詢響應時間分布

6.2 緩存策略

推薦組合方案：

          +------------+
          |   Redis    |
          +-----+------+
                |
+---------------v------------------+
| 讀請求 -> 緩存 -> 從庫 -> 主庫  |
+----------------------------------+

七、完整示例代碼

7.1 動態DbContext工廠

public class SmartDbContext : DbContext
{
    private readonly IDbContextRouter _router;
    
    public SmartDbContext(IDbContextRouter router)
    {
        _router = router;
    }
    
    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder options)
    {
        options.UseSqlServer(_router.GetCurrentConnectionString());
    }
}

7.2 事務包裝器

public class TransactionScopeRunner
{
    public static T ExecuteInTransaction<T>(Func<MasterDbContext, T> action)
    {
        using (var scope = new TransactionScope())
        using (var context = new MasterDbContext())
        {
            var result = action(context);
            scope.Complete();
            return result;
        }
    }
}

八、總結

通過本文介紹的方法，在.NET Core中實現SQL Server讀寫分離需要注意： 1. 根據業務場景選擇合適的復制技術 2. 實現透明的數據訪問路由 3. 處理好數據一致性和事務問題 4. 建立完善的監控體系

實際項目中建議采用漸進式策略： 1. 先實現讀/寫分離 2. 再引入多從庫負載均衡 3. 最后實現故障自動轉移

最佳實踐提示：在ASP.NET Core中，可以通過ActionFilter自動標記只讀操作，減少手動注解的工作量。 “`