怎么使用sharding-jdbc读写分离

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核心概念

• 主库：添加、更新以及删除数据操作

• 从库：查询数据操作所使用的数据库，可支持多从库

• 一主多从读写分离，多主多从需用使用sharding

源码分析

1.启动入口:

public class JavaConfigurationExample {
    
//    private static ShardingType shardingType = ShardingType.SHARDING_DATABASES;
//    private static ShardingType shardingType = ShardingType.SHARDING_TABLES;
//    private static ShardingType shardingType = ShardingType.SHARDING_DATABASES_AND_TABLES;
    private static ShardingType shardingType = ShardingType.MASTER_SLAVE;
//    private static ShardingType shardingType = ShardingType.SHARDING_MASTER_SLAVE;
//        private static ShardingType shardingType = ShardingType.SHARDING_VERTICAL;
    
    public static void main(final String[] args) throws SQLException {
        DataSource dataSource = DataSourceFactory.newInstance(shardingType);
        CommonService commonService = getCommonService(dataSource);
        commonService.initEnvironment();
        commonService.processSuccess();
        commonService.cleanEnvironment();
    }
    
    private static CommonService getCommonService(final DataSource dataSource) {
        return new CommonServiceImpl(new OrderRepositoryImpl(dataSource), new OrderItemRepositoryImpl(dataSource));
    }
}

2.以sharding-jdbc为例，配置主从读写分离代码如下：

@Override
public DataSource getDataSource() throws SQLException {
    //主从配置
    MasterSlaveRuleConfiguration masterSlaveRuleConfig = new MasterSlaveRuleConfiguration(/*主从命名*/"demo_ds_master_slave", /*主库*/"demo_ds_master", /*从库*/Arrays.asList("demo_ds_slave_0", "demo_ds_slave_1"));
    //打印sql
    Properties props = new Properties();
    props.put("sql.show", true);
    //创建MasterSlaveDataSource数据源
    return MasterSlaveDataSourceFactory.createDataSource(createDataSourceMap(), masterSlaveRuleConfig, props);
}

private Map createDataSourceMap() {
    Map result = new HashMap<>();
    //主库
    result.put("demo_ds_master", DataSourceUtil.createDataSource("demo_ds_master"));
    //两从库
    result.put("demo_ds_slave_0", DataSourceUtil.createDataSource("demo_ds_slave_0"));
    result.put("demo_ds_slave_1", DataSourceUtil.createDataSource("demo_ds_slave_1"));
    return result;
}

创建sharding主从数据源MasterSlaveDataSource

public MasterSlaveDataSource(final Map dataSourceMap, final MasterSlaveRuleConfiguration masterSlaveRuleConfig, final Properties props) throws SQLException {
        super(dataSourceMap);
        //缓存MySQL元数据
        cachedDatabaseMetaData = createCachedDatabaseMetaData(dataSourceMap);
        //主从规则配置
        this.masterSlaveRule = new MasterSlaveRule(masterSlaveRuleConfig);
        //主从sql解析
        parseEngine = new MasterSlaveSQLParseEntry(getDatabaseType());
        shardingProperties = new ShardingProperties(null == props ? new Properties() : props);
    }

3.执行insert插入方法

@Override
    public Long insert(final Order order) throws SQLException {
        String sql = "INSERT INTO t_order (user_id, status) VALUES (?, ?)";
        //获取MasterSlaveDataSource数据源连接，同时创建MasterSlavePreparedStatement
        //这里有两个Statement分别含义
        //1.MasterSlaveStatement：执行sql时候才路由
        //2.MasterSlavePreparedStatement：创建Statement时就路由

        //Statement.RETURN_GENERATED_KEYS 自动生成主键并返回生成的主键
        try (Connection connection = dataSource.getConnection();
             PreparedStatement preparedStatement = connection.prepareStatement(sql, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS)) {
            preparedStatement.setInt(1, order.getUserId());
            preparedStatement.setString(2, order.getStatus());
            //MasterSlavePreparedStatement执行sql
            preparedStatement.executeUpdate();
            try (ResultSet resultSet = preparedStatement.getGeneratedKeys()) {
                if (resultSet.next()) {
                    order.setOrderId(resultSet.getLong(1));
                }
            }
        }
        return order.getOrderId();
    }

 获取数据库连接MasterSlaveConnection->AbstractConnectionAdapter#getConnection

    /**
     * Get database connection.
     *
     * @param dataSourceName data source name
     * @return database connection
     * @throws SQLException SQL exception
     */
    //MEMORY_STRICTLY：Proxy会保持一个数据库中所有被路由到的表的连接，这种方式的好处是利用流式ResultSet来节省内存
    //
    //CONNECTION_STRICTLY：代理在取出ResultSet中的所有数据后会释放连接，同时，内存的消耗将会增加
    //
    public final Connection getConnection(final String dataSourceName) throws SQLException {
        return getConnections(ConnectionMode.MEMORY_STRICTLY, dataSourceName, 1).get(0);
    }
    
    /**
     * Get database connections.
     *
     * @param connectionMode connection mode
     * @param dataSourceName data source name
     * @param connectionSize size of connection list to be get
     * @return database connections
     * @throws SQLException SQL exception
     */
    public final List getConnections(final ConnectionMode connectionMode, final String dataSourceName, final int connectionSize) throws SQLException {
        //获取数据源
        DataSource dataSource = getDataSourceMap().get(dataSourceName);
        Preconditions.checkState(null != dataSource, "Missing the data source name: '%s'", dataSourceName);
        Collection connections;
        //并发从cache中获取连接
        synchronized (cachedConnections) {
            connections = cachedConnections.get(dataSourceName);
        }
        List result;
        //如果cache中连接数大于指定连接数时，返回指定连接数量
        if (connections.size() >= connectionSize) {
            result = new ArrayList<>(connections).subList(0, connectionSize);
        } else if (!connections.isEmpty()) {
            result = new ArrayList<>(connectionSize);
            result.addAll(connections);
            //创建缺少的指定连接数
            List newConnections = createConnections(dataSourceName, connectionMode, dataSource, connectionSize - connections.size());
            result.addAll(newConnections);
            synchronized (cachedConnections) {
                cachedConnections.putAll(dataSourceName, newConnections);
            }
        } else {
            result = new ArrayList<>(createConnections(dataSourceName, connectionMode, dataSource, connectionSize));
            synchronized (cachedConnections) {
                cachedConnections.putAll(dataSourceName, result);
            }
        }
        return result;
    }
    
    @SuppressWarnings("SynchronizationOnLocalVariableOrMethodParameter")
    private List createConnections(final String dataSourceName, final ConnectionMode connectionMode, final DataSource dataSource, final int connectionSize) throws SQLException {
        //为1时不存在并发获取连接情况，直接返回单个连接
        if (1 == connectionSize) {
            return Collections.singletonList(createConnection(dataSourceName, dataSource));
        }
        //TODO 不处理并发
        if (ConnectionMode.CONNECTION_STRICTLY == connectionMode) {
            return createConnections(dataSourceName, dataSource, connectionSize);
        }
        //并发
        synchronized (dataSource) {
            return createConnections(dataSourceName, dataSource, connectionSize);
        }
    }
    
    private List createConnections(final String dataSourceName, final DataSource dataSource, final int connectionSize) throws SQLException {
        List result = new ArrayList<>(connectionSize);
        for (int i = 0; i < connectionSize; i++) {
            try {
                result.add(createConnection(dataSourceName, dataSource));
            } catch (final SQLException ex) {
                for (Connection each : result) {
                    each.close();
                }
                throw new SQLException(String.format("Could't get %d connections one time, partition succeed connection(%d) have released!", connectionSize, result.size()), ex);
            }
        }
        return result;
    }
    
    private Connection createConnection(final String dataSourceName, final DataSource dataSource) throws SQLException {
        //判断是否是sharding事物
        Connection result = isInShardingTransaction() ? shardingTransactionManager.getConnection(dataSourceName) : dataSource.getConnection();
        replayMethodsInvocation(result);
        return result;
    }

预准备路由并缓存Statement

public MasterSlavePreparedStatement(final MasterSlaveConnection connection, final String sql, final int autoGeneratedKeys) throws SQLException {
        this.connection = connection;
        //创建router对象
        masterSlaveRouter = new MasterSlaveRouter(connection.getMasterSlaveDataSource().getMasterSlaveRule(), connection.getParseEngine(), 
                connection.getMasterSlaveDataSource().getShardingProperties().getValue(ShardingPropertiesConstant.SQL_SHOW));
        //缓存路由后的Statement，useCache缓存解析后的sql Statement
        for (String each : masterSlaveRouter.route(sql, true)) {
            //获取数据库连接
            PreparedStatement preparedStatement = connection.getConnection(each).prepareStatement(sql, autoGeneratedKeys);
            routedStatements.add(preparedStatement);
        }
    }

执行MasterSlaveRouter#route方法获取路由库

public Collection route(final String sql, final boolean useCache) {
        //解析sql，这里不分析sql如何使用antlr4解析
        Collection result = route(parseEngine.parse(sql, useCache));
        //是否打印sql
        if (showSQL) {
            SQLLogger.logSQL(sql, result);
        }
        return result;
    }
    
    private Collection route(final SQLStatement sqlStatement) {
        //判断是否master
        if (isMasterRoute(sqlStatement)) {
            //设置当前线程是否允许访问主库
            MasterVisitedManager.setMasterVisited();
            //返回主库
            return Collections.singletonList(masterSlaveRule.getMasterDataSourceName());
        }
        //根据配置的算法获取从库，两种算法：
        //1、随机
        //2、轮询
        return Collections.singletonList(masterSlaveRule.getLoadBalanceAlgorithm().getDataSource(
                masterSlaveRule.getName(), masterSlaveRule.getMasterDataSourceName(), new ArrayList<>(masterSlaveRule.getSlaveDataSourceNames())));
    }

执行MasterSlavePreparedStatement#executeUpdate

@Override
    public int executeUpdate() throws SQLException {
        int result = 0;
        //从本地缓存遍历执行
        for (PreparedStatement each : routedStatements) {
            result += each.executeUpdate();
        }
        return result;
    }

4.获取从库算法策略

• 随机算法

@Getter
@Setter
public final class RandomMasterSlaveLoadBalanceAlgorithm implements MasterSlaveLoadBalanceAlgorithm {
    
    private Properties properties = new Properties();
    
    @Override
    public String getType() {
        return "RANDOM";
    }
    
    @Override
    public String getDataSource(final String name, final String masterDataSourceName, final List slaveDataSourceNames) {
        //从slave.size()中获取一个随机数
        return slaveDataSourceNames.get(new Random().nextInt(slaveDataSourceNames.size()));
    }
}

• 轮询算法

@Getter
@Setter
public final class RoundRobinMasterSlaveLoadBalanceAlgorithm implements MasterSlaveLoadBalanceAlgorithm {

    //并发map
    private static final ConcurrentHashMap COUNTS = new ConcurrentHashMap<>();
    
    private Properties properties = new Properties();
    
    @Override
    public String getType() {
        return "ROUND_ROBIN";
    }
    
    @Override
    public String getDataSource(final String name, final String masterDataSourceName, final List slaveDataSourceNames) {
        //查看对应名称的计数器，没有则初始化一个
        AtomicInteger count = COUNTS.containsKey(name) ? COUNTS.get(name) : new AtomicInteger(0);
        COUNTS.putIfAbsent(name, count);
        // 采用cas轮询，如果计数器长到slave.size()，那么归零（防止计数器不断增长下去）
        count.compareAndSet(slaveDataSourceNames.size(), 0);
        //绝对值，计数器%slave.size()取模
        return slaveDataSourceNames.get(Math.abs(count.getAndIncrement()) % slaveDataSourceNames.size());
    }
}

• 默认算法

SPI扩展机制，load加载第一个算法作为默认算法；ss默认是随机

到此，关于“怎么使用sharding-jdbc读写分离”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！

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