動態數據源怎么與Sharding JDBC整合

動態數據源怎么與Sharding JDBC整合

引言

在現代分布式系統中，數據庫的擴展性和靈活性是至關重要的。隨著業務的發展，單一的數據庫往往無法滿足高并發、大數據量的需求。因此，動態數據源和分庫分表技術應運而生。Sharding JDBC 是一個輕量級的 Java 框架，提供了對數據庫分庫分表的支持。本文將詳細介紹如何將動態數據源與 Sharding JDBC 整合，以實現更靈活、高效的數據庫訪問。

1. 動態數據源概述

1.1 什么是動態數據源

動態數據源是指在應用程序運行時，能夠根據需要動態切換數據源的技術。這種技術通常用于多租戶系統、讀寫分離、分庫分表等場景。通過動態數據源，應用程序可以在不同的數據庫實例之間進行切換，從而實現負載均衡、故障轉移等功能。

1.2 動態數據源的實現方式

動態數據源的實現方式主要有以下幾種：

1. 基于 Spring 的 AbstractRoutingDataSource：Spring 提供了 AbstractRoutingDataSource 類，可以通過繼承該類來實現動態數據源的切換。
2. 基于 AOP 的切面編程：通過 AOP 切面編程，可以在方法執行前動態切換數據源。
3. 基于注解的配置：通過在方法或類上添加注解，指定使用哪個數據源。

2. Sharding JDBC 概述

2.1 什么是 Sharding JDBC

Sharding JDBC 是 Apache ShardingSphere 的一個子項目，是一個輕量級的 Java 框架，提供了對數據庫分庫分表的支持。它可以在不修改業務代碼的情況下，實現對數據庫的水平拆分、讀寫分離等功能。

2.2 Sharding JDBC 的核心功能

1. 分庫分表：支持按照一定的規則將數據分布到多個數據庫或表中。
2. 讀寫分離：支持將讀操作和寫操作分離到不同的數據庫實例。
3. 分布式事務：支持跨數據庫的分布式事務管理。
4. 數據脫敏：支持對敏感數據進行脫敏處理。

3. 動態數據源與 Sharding JDBC 整合的必要性

在實際應用中，動態數據源和 Sharding JDBC 往往是相輔相成的。動態數據源可以實現數據源的動態切換，而 Sharding JDBC 則可以實現數據的水平拆分和讀寫分離。通過將兩者整合，可以實現更靈活、高效的數據庫訪問。

3.1 整合的優勢

1. 靈活性：可以根據業務需求動態切換數據源，實現負載均衡、故障轉移等功能。
2. 擴展性：通過分庫分表，可以輕松擴展數據庫的容量和性能。
3. 高可用性：通過讀寫分離和分布式事務，可以提高系統的可用性和可靠性。

4. 動態數據源與 Sharding JDBC 整合的實現

4.1 環境準備

在開始整合之前，需要準備以下環境：

1. JDK 1.8+：確保 Java 環境已經安裝。
2. Maven：用于管理項目依賴。
3. Spring Boot：用于快速構建 Spring 應用。
4. Sharding JDBC：用于分庫分表。
5. MySQL：作為數據庫。

4.2 項目結構

首先，創建一個 Spring Boot 項目，項目結構如下：

src
├── main
│   ├── java
│   │   └── com
│   │       └── example
│   │           ├── config
│   │           │   ├── DataSourceConfig.java
│   │           │   └── ShardingConfig.java
│   │           ├── datasource
│   │           │   └── DynamicDataSource.java
│   │           ├── entity
│   │           │   └── User.java
│   │           ├── mapper
│   │           │   └── UserMapper.java
│   │           ├── service
│   │           │   └── UserService.java
│   │           └── Application.java
│   └── resources
│       ├── application.yml
│       └── mapper
│           └── UserMapper.xml
└── test
    └── java
        └── com
            └── example
                └── ApplicationTests.java

4.3 配置動態數據源

首先，配置動態數據源。在 DataSourceConfig.java 中，定義多個數據源，并通過 AbstractRoutingDataSource 實現動態切換。

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Bean(name = "masterDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")
    public DataSource masterDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean(name = "slaveDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")
    public DataSource slaveDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean(name = "dynamicDataSource")
    public DataSource dynamicDataSource(@Qualifier("masterDataSource") DataSource masterDataSource,
                                        @Qualifier("slaveDataSource") DataSource slaveDataSource) {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>();
        targetDataSources.put("master", masterDataSource);
        targetDataSources.put("slave", slaveDataSource);

        DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource();
        dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource);
        dynamicDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);
        return dynamicDataSource;
    }
}

在 DynamicDataSource.java 中，繼承 AbstractRoutingDataSource 并實現 determineCurrentLookupKey 方法。

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {

    private static final ThreadLocal<String> contextHolder = new ThreadLocal<>();

    public static void setDataSourceKey(String key) {
        contextHolder.set(key);
    }

    public static void clearDataSourceKey() {
        contextHolder.remove();
    }

    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return contextHolder.get();
    }
}

4.4 配置 Sharding JDBC

接下來，配置 Sharding JDBC。在 ShardingConfig.java 中，定義分庫分表規則。

@Configuration
public class ShardingConfig {

    @Bean
    public DataSource shardingDataSource(@Qualifier("dynamicDataSource") DataSource dynamicDataSource) throws SQLException {
        // 定義分庫分表規則
        ShardingRuleConfiguration shardingRuleConfig = new ShardingRuleConfiguration();
        shardingRuleConfig.getTableRuleConfigs().add(getUserTableRuleConfiguration());

        // 創建 ShardingDataSource
        return ShardingDataSourceFactory.createDataSource(Collections.singletonMap("ds0", dynamicDataSource), shardingRuleConfig, new Properties());
    }

    private TableRuleConfiguration getUserTableRuleConfiguration() {
        TableRuleConfiguration result = new TableRuleConfiguration("user", "ds0.user_${0..1}");
        result.setDatabaseShardingStrategyConfig(new InlineShardingStrategyConfiguration("id", "ds0"));
        result.setTableShardingStrategyConfig(new InlineShardingStrategyConfiguration("id", "user_${id % 2}"));
        return result;
    }
}

4.5 配置 Spring Boot 應用

在 application.yml 中，配置數據源和 Sharding JDBC 的相關屬性。

spring:
  datasource:
    master:
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/master_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
      username: root
      password: root
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    slave:
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/slave_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
      username: root
      password: root
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

sharding:
  jdbc:
    datasource:
      names: ds0
      ds0:
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/master_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
        username: root
        password: root

4.6 實現業務邏輯

在 UserService.java 中，實現業務邏輯，并通過注解動態切換數據源。

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @DataSource("master")
    public void addUser(User user) {
        userMapper.insert(user);
    }

    @DataSource("slave")
    public User getUserById(Long id) {
        return userMapper.selectById(id);
    }
}

在 DataSource.java 中，定義自定義注解 @DataSource。

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface DataSource {
    String value() default "master";
}

在 DataSourceAspect.java 中，通過 AOP 切面編程實現數據源的動態切換。

@Aspect
@Component
public class DataSourceAspect {

    @Before("@annotation(dataSource)")
    public void before(JoinPoint joinPoint, DataSource dataSource) {
        DynamicDataSource.setDataSourceKey(dataSource.value());
    }

    @After("@annotation(dataSource)")
    public void after(JoinPoint joinPoint, DataSource dataSource) {
        DynamicDataSource.clearDataSourceKey();
    }
}

4.7 測試整合效果

最后，編寫測試類 ApplicationTests.java，測試動態數據源與 Sharding JDBC 的整合效果。

@SpringBootTest
class ApplicationTests {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    void testAddUser() {
        User user = new User();
        user.setId(1L);
        user.setName("test");
        userService.addUser(user);
    }

    @Test
    void testGetUserById() {
        User user = userService.getUserById(1L);
        System.out.println(user);
    }
}

5. 總結

通過本文的介紹，我們詳細講解了如何將動態數據源與 Sharding JDBC 整合。通過動態數據源，我們可以實現數據源的動態切換，而通過 Sharding JDBC，我們可以實現數據的水平拆分和讀寫分離。兩者的結合，可以大大提高系統的靈活性、擴展性和高可用性。希望本文對你在實際項目中的應用有所幫助。