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动态数据源实现方式

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1. 概述

动态数据源是现代企业级应用中常见的需求，尤其是在 多数据源管理、读写分离、多租户系统、分库分表 等场景中，动态切换不同的数据源可以提升系统的灵活性和性能。本文将详细介绍几种常见的动态数据源实现方式，包括其应用场景、实现步骤、优缺点对比。

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2. 动态数据源实现方式

2.1 基于 AbstractRoutingDataSource 实现动态数据源

适用场景：
主要适用于需要根据业务上下文动态切换数据源的场景，常用于 读写分离、多租户系统 等应用。

实现原理：
Spring 框架提供的 AbstractRoutingDataSource 类支持动态数据源路由。通过继承该类并重写 determineCurrentLookupKey() 方法，基于当前线程上下文中的数据源标识符进行数据源切换。

实现步骤：

1. 创建数据源配置类：定义多个数据源，并将它们注入 DynamicDataSource。

@Configuration
public class DataSourceConfig {@Bean(name = "dataSource1")@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.db1")public DataSource dataSource1() {return DataSourceBuilder.create().build();}@Bean(name = "dataSource2")@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.db2")public DataSource dataSource2() {return DataSourceBuilder.create().build();}@Primary@Bean(name = "dynamicDataSource")public DataSource dynamicDataSource(@Qualifier("dataSource1") DataSource dataSource1,@Qualifier("dataSource2") DataSource dataSource2) {Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>();targetDataSources.put("db1", dataSource1);targetDataSources.put("db2", dataSource2);DynamicDataSource dynamicDataSource = new DynamicDataSource();dynamicDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);dynamicDataSource.setDefaultTargetDataSource(dataSource1);return dynamicDataSource;}
}

2. 创建 DynamicDataSourceContextHolder：使用 ThreadLocal 管理数据源标识。

public class DynamicDataSourceContextHolder {private static final ThreadLocal<String> CONTEXT_HOLDER = new ThreadLocal<>();public static void setDataSourceType(String dataSourceType) {CONTEXT_HOLDER.set(dataSourceType);}public static String getDataSourceType() {return CONTEXT_HOLDER.get();}public static void clearDataSourceType() {CONTEXT_HOLDER.remove();}
}

3. 创建 DynamicDataSource 类：继承 AbstractRoutingDataSource 并重写 determineCurrentLookupKey() 方法。

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {@Overrideprotected Object determineCurrentLookupKey() {return DynamicDataSourceContextHolder.getDataSourceType();}
}

4. 使用 AOP 切面动态切换数据源：

@Aspect
@Component
public class DynamicDataSourceAspect {@Before("@annotation(ds)")public void switchDataSource(JoinPoint point, DataSource ds) {DynamicDataSourceContextHolder.setDataSourceType(ds.value());}@After("@annotation(ds)")public void clearDataSource(JoinPoint point, DataSource ds) {DynamicDataSourceContextHolder.clearDataSourceType();}
}

5. 使用自定义注解 @DataSource 指定数据源：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface DataSource {String value() default "db1";
}

优点：

• 实现简单，轻松与 Spring 框架集成。
• 适用于小型项目的动态数据源需求。

缺点：

• 性能可能在复杂场景中遇到瓶颈。

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2.2 基于 Spring AOP 实现动态数据源

适用场景：
适合需要细粒度动态切换数据源的场景，比如特定方法或业务逻辑需要在不同的数据源中执行。

实现原理：
通过 Spring AOP 技术，在方法执行前后拦截调用，根据自定义注解切换数据源。

实现步骤：

1. 创建自定义注解 @DataSource：

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

2. 定义 AOP 切面类：

@Aspect
@Component
public class DynamicDataSourceAspect {@Before("@annotation(ds)")public void switchDataSource(JoinPoint point, DataSource ds) {DynamicDataSourceContextHolder.setDataSourceType(ds.value());}@After("@annotation(ds)")public void clearDataSource(JoinPoint point, DataSource ds) {DynamicDataSourceContextHolder.clearDataSourceType();}
}

3. 在业务层使用 @DataSource 注解 切换数据源：

@Service
public class UserService {@DataSource("db1")public List<User> getAllUsersFromDb1() {// 从 db1 获取数据}@DataSource("db2")public List<User> getAllUsersFromDb2() {// 从 db2 获取数据}
}

优点：

• 实现灵活，支持细粒度的控制。
• 易于使用，适合小范围数据源切换。

缺点：

• 随着项目的规模增加，过多的切面可能导致维护复杂性上升。

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2.3 基于 TransactionManager 实现动态数据源

适用场景：
用于需要在不同数据源之间切换并保持事务一致性的场景，特别适合有 多数据源事务管理 需求的应用。

实现原理：
通过为每个数据源配置不同的 TransactionManager，在 @Transactional 注解中动态指定事务管理器，确保数据源切换时的事务一致性。

实现步骤：

1. 配置每个数据源的 TransactionManager：

@Bean
public PlatformTransactionManager transactionManager1(@Qualifier("dataSource1") DataSource dataSource1) {return new DataSourceTransactionManager(dataSource1);
}@Bean
public PlatformTransactionManager transactionManager2(@Qualifier("dataSource2") DataSource dataSource2) {return new DataSourceTransactionManager(dataSource2);
}

2. 使用 @Transactional 注解指定事务管理器：

@Service
public class UserService {@Transactional("transactionManager1")public void performDb1Operation() {// 操作 db1}@Transactional("transactionManager2")public void performDb2Operation() {// 操作 db2}
}

优点：

• 支持多数据源的事务管理，保证数据一致性。
• 适合需要事务支持的场景。

缺点：

• 配置复杂，特别是涉及到分布式事务时。

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2.4 通过数据库中间件实现动态数据源（ShardingSphere、MyCAT）

适用场景：
适用于 大规模分库分表、读写分离 等复杂场景，尤其是对性能有较高要求的项目。

实现原理：
使用数据库中间件（如 ShardingSphere、MyCAT），通过中间件实现数据源路由、分片、读写分离等功能。开发者不需要手动处理数据源切换，所有逻辑由中间件根据配置文件自动完成。

实现步骤：

1. 引入 ShardingSphere 依赖：

<dependency><groupId>org.apache.shardingsphere</groupId><artifactId>sharding-jdbc-core</artifactId><version>x.x.x</version>
</dependency>

2. 配置数据源和路由规则：

在 application.yml 中配置数据源和分片规则。

sharding:data-sources:ds_0:url: jdbc:mysql://localhost:3306/db0username: rootpassword: rootds_1:url: jdbc:mysql://localhost:3306/db1username: rootpassword: root

优点：

• 中间件提供高性能支持，适合复杂的大规模场景。
• 减少了开发者手动管理多数据源的工作量。

缺点：

• 学习成本较高，配置复杂。
• 对中间件的稳定性有较高的依赖。

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3. 各实现方式对比

实现方式	适用场景	优点	缺点
AbstractRoutingDataSource	读写分离、多租户	简单易用，与 Spring 框架无缝集成	在复杂场景中可能存在性能瓶颈
基于 Spring AOP	细粒度数据源切换	灵活，支持特定方法和类的动态切换	过多切面可能增加调试和维护难度
基于 TransactionManager	多数据源事务管理	保证多数据源场景中的事务一致性	配置复杂，特别是分布式事务时
数据库中间件（ShardingSphere等）	分库分表、读写分离	性能优异，适合复杂场景，开发者不需手动处理	学习成本高，依赖中间件性能和稳定性
手动切换数据源	特殊业务场景	完全控制数据源切换，灵活	实现复杂，维护成本高

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4. 总结

动态数据源技术为企业级应用提供了灵活的数据库管理能力。不同的实现方式各有优劣，开发者需要根据项目规模、业务需求和性能要求进行选择。

• 小型项目：可以选择基于 AbstractRoutingDataSource 或 Spring AOP 的实现，简单易用，能够快速满足动态切换需求。
• 需要事务管理：对于涉及多数据源事务管理的项目，基于 TransactionManager 的方式更为适合，可以保证数据一致性。
• 大规模项目：如果是分库分表或读写分离场景，数据库中间件（如 ShardingSphere）能够提供高性能支持。
• 特殊需求：对于少数特殊业务场景，手动切换数据源可能是最灵活的方案，但维护成本较高。

通过合理的动态数据源选择与实现，能够显著提升系统的扩展性和性能，满足不同复杂业务场景的需求。