一、什么是 MySQL 的主從復(fù)制

MySQL 的主從復(fù)制（Master-Slave Replication）是一種將數(shù)據(jù)從一個(gè)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（主庫(kù)）復(fù)制到一個(gè)或多個(gè)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（從庫(kù)）的技術(shù)。主庫(kù)負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)寫(xiě)操作，從庫(kù)則通過(guò)讀取主庫(kù)的二進(jìn)制日志來(lái)同步主庫(kù)的數(shù)據(jù)變化。主從復(fù)制主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份、負(fù)載分擔(dān)和高可用性。

二、具體流程

1. 主庫(kù)記錄寫(xiě)操作

當(dāng)主庫(kù)執(zhí)行寫(xiě)操作（如 INSERT、UPDATE 或 DELETE）時(shí)，這些操作會(huì)被記錄到二進(jìn)制日志（binlog）中。二進(jìn)制日志保存了所有數(shù)據(jù)更改的歷史記錄，這些記錄將成為從庫(kù)同步數(shù)據(jù)的來(lái)源。

• 步驟：主庫(kù)將所有寫(xiě)操作（數(shù)據(jù)變更）記錄到二進(jìn)制日志中。

2. 從庫(kù)連接主庫(kù)并讀取二進(jìn)制日志

從庫(kù)通過(guò)一個(gè)稱(chēng)為IO 線程的進(jìn)程與主庫(kù)建立連接，開(kāi)始讀取主庫(kù)的二進(jìn)制日志。主庫(kù)會(huì)將日志內(nèi)容發(fā)送給從庫(kù)的 IO 線程。

• 步驟：從庫(kù)的 IO 線程連接主庫(kù)，持續(xù)接收主庫(kù)二進(jìn)制日志的最新內(nèi)容。

3. 從庫(kù)將二進(jìn)制日志寫(xiě)入中繼日志

從庫(kù)的 IO 線程將接收到的主庫(kù)二進(jìn)制日志復(fù)制到從庫(kù)的**中繼日志（relay log）**中。中繼日志在從庫(kù)本地保存了一份主庫(kù)數(shù)據(jù)變更的副本，供從庫(kù)執(zhí)行使用。

• 步驟：從庫(kù)的 IO 線程將接收的日志寫(xiě)入中繼日志，為數(shù)據(jù)變更做好準(zhǔn)備。

4. 從庫(kù)應(yīng)用中繼日志，執(zhí)行數(shù)據(jù)同步

從庫(kù)的另一個(gè)線程（稱(chēng)為SQL 線程）負(fù)責(zé)讀取中繼日志中的內(nèi)容，并逐條在從庫(kù)上執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。每當(dāng)主庫(kù)有新的數(shù)據(jù)變更，從庫(kù)都會(huì)從中繼日志中獲取并執(zhí)行這些變更，從而保持與主庫(kù)的數(shù)據(jù)一致。

• 步驟：從庫(kù)的 SQL 線程從中繼日志中讀取并執(zhí)行記錄的操作，逐步更新從庫(kù)數(shù)據(jù)。

5. 持續(xù)復(fù)制和同步

整個(gè)主從復(fù)制過(guò)程是一個(gè)持續(xù)的流程，只要主庫(kù)有新的數(shù)據(jù)變更，從庫(kù)就會(huì)自動(dòng)獲取并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的更改，從而保持與主庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性。主從復(fù)制會(huì)持續(xù)保持同步，以確保從庫(kù)能夠?qū)崟r(shí)或接近實(shí)時(shí)地反映主庫(kù)的最新數(shù)據(jù)。

• 步驟：主庫(kù)的所有寫(xiě)操作都會(huì)記錄到日志中，實(shí)時(shí)同步到從庫(kù)；從庫(kù)持續(xù)讀取并執(zhí)行日志內(nèi)容，更新自身數(shù)據(jù)。

三、作用和好處

• 讀寫(xiě)分離，提高性能

  • 減輕主庫(kù)壓力：將大量的讀操作分散到從庫(kù)，主庫(kù)主要負(fù)責(zé)寫(xiě)操作，大大降低了主庫(kù)的負(fù)載壓力。
  • 提升并發(fā)處理能力：增加從庫(kù)的數(shù)量可以提升系統(tǒng)的讀并發(fā)能力，處理更多用戶的并發(fā)請(qǐng)求，提升系統(tǒng)整體性能。

• 高可用性和容錯(cuò)性

  • 數(shù)據(jù)冗余與容災(zāi)：主從復(fù)制提供了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)備份，從庫(kù)可以在主庫(kù)發(fā)生故障時(shí)快速接管服務(wù)，提高系統(tǒng)的可用性。
  • 故障切換：當(dāng)主庫(kù)出現(xiàn)故障時(shí)，可以臨時(shí)將從庫(kù)升級(jí)為主庫(kù)，保障服務(wù)持續(xù)運(yùn)行。

• 負(fù)載均衡

  • 分擔(dān)查詢(xún)壓力：多個(gè)從庫(kù)可以共同承擔(dān)讀取請(qǐng)求，通過(guò)負(fù)載均衡算法（如輪詢(xún)、隨機(jī)等）分配請(qǐng)求，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
  • 避免單點(diǎn)瓶頸：讀操作分散到不同的從庫(kù)上執(zhí)行，避免了單一數(shù)據(jù)庫(kù)因訪問(wèn)量過(guò)大而成為系統(tǒng)瓶頸。

• 擴(kuò)展性

  • 水平擴(kuò)展：根據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，靈活增加從庫(kù)數(shù)量，滿足性能需求，而無(wú)需對(duì)主庫(kù)進(jìn)行大幅度改造。
  • 彈性擴(kuò)展：可以根據(jù)實(shí)際流量，增加或減少?gòu)膸?kù)，做到靈活應(yīng)對(duì)負(fù)載變化。

• 數(shù)據(jù)備份和安全性

  • 數(shù)據(jù)保護(hù)：從庫(kù)可以用于數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)，防止主庫(kù)故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。
  • 快速恢復(fù)：在數(shù)據(jù)意外丟失或損壞時(shí)，可以通過(guò)從庫(kù)恢復(fù)主庫(kù)的數(shù)據(jù)。

四、在實(shí)際應(yīng)用中的場(chǎng)景與示例

1. 電商平臺(tái)

在電商平臺(tái)中，用戶的瀏覽和查詢(xún)操作會(huì)產(chǎn)生大量的讀請(qǐng)求，而訂單創(chuàng)建、支付等操作會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)請(qǐng)求。通過(guò)主從復(fù)制的讀寫(xiě)分離：

• 查詢(xún)庫(kù)存、商品詳情等高頻率的讀操作可以由從庫(kù)承擔(dān)，減輕主庫(kù)壓力。
• 用戶下單、支付等寫(xiě)操作由主庫(kù)負(fù)責(zé)，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

2. 社交媒體或內(nèi)容網(wǎng)站

在社交媒體應(yīng)用中，大量的內(nèi)容瀏覽和搜索會(huì)產(chǎn)生大量的讀操作，而發(fā)布、點(diǎn)贊等則是寫(xiě)操作。通過(guò)主從復(fù)制，平臺(tái)可以：

• 使用從庫(kù)來(lái)承擔(dān)瀏覽、查詢(xún)等操作，確保高并發(fā)下的快速響應(yīng)。
• 將寫(xiě)操作指向主庫(kù)，確保用戶發(fā)布或點(diǎn)贊的實(shí)時(shí)更新。

五、在 Spring Boot 項(xiàng)目中集成 MySQL 主從復(fù)制

在 Spring Boot 項(xiàng)目中集成 MySQL 的主從復(fù)制數(shù)據(jù)同步，指的是將 Spring Boot 應(yīng)用程序連接到配置有主從復(fù)制的 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上，完成主從數(shù)據(jù)庫(kù)的配置管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的讀寫(xiě)分離。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)多數(shù)據(jù)源配置，讓 Spring Boot 自動(dòng)識(shí)別是寫(xiě)請(qǐng)求還是讀請(qǐng)求，并將寫(xiě)請(qǐng)求發(fā)送到主庫(kù)，讀請(qǐng)求發(fā)送到從庫(kù)。

集成的關(guān)鍵要素：

• 多數(shù)據(jù)源配置：在 Spring Boot 中配置主數(shù)據(jù)庫(kù)和從數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。
• 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源路由：在應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)選擇，讀操作使用從庫(kù)，寫(xiě)操作使用主庫(kù)。
• 讀寫(xiě)分離注解或切面：利用自定義注解或 AOP 切面控制數(shù)據(jù)源的切換。

1.配置 MySQL 的主從復(fù)制環(huán)境

配置 MySQL 的主從復(fù)制環(huán)境是實(shí)現(xiàn) MySQL 主從復(fù)制數(shù)據(jù)同步的第一步。主要步驟包括設(shè)置主庫(kù)（Master）和從庫(kù)（Slave），并驗(yàn)證主從復(fù)制的成功。

1.1 設(shè)置主庫(kù)（Master）

配置主庫(kù)是主從復(fù)制的第一步。主庫(kù)負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)變更并將其傳遞給從庫(kù)。

1.1.1 修改主庫(kù)的配置文件

在主庫(kù)的 MySQL 配置文件中（通常位于 /etc/my.cnf 或 /etc/mysql/my.cnf），需要啟用二進(jìn)制日志并為主庫(kù)設(shè)置一個(gè)唯一的 server-id。在 [mysqld] 部分添加如下配置：

[mysqld]
server-id=1                 # 主庫(kù)的唯一 ID
log-bin=mysql-bin           # 啟用二進(jìn)制日志，主從復(fù)制依賴(lài)于此
binlog-do-db=your_database  # 需要同步的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱(chēng)，多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可添加多行

• server-id：用于標(biāo)識(shí)每個(gè) MySQL 實(shí)例的唯一標(biāo)識(shí)符，主庫(kù)的 server-id 一般設(shè)置為 1。
• log-bin：?jiǎn)⒂枚M(jìn)制日志，這是主從復(fù)制的基礎(chǔ)。
• binlog-do-db：指定需要同步的數(shù)據(jù)庫(kù)（多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以多行設(shè)置）。

注意：如果需要同步多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以多次添加 binlog-do-db 行，例如：

binlog-do-db=database1
binlog-do-db=database2

1.1.2 重啟 MySQL 服務(wù)

修改配置文件后，需要重啟 MySQL 以使配置生效：

# Linux 系統(tǒng)
sudo systemctl restart mysqld

# Windows 系統(tǒng)
net stop mysql
net start mysql

1.1.3 創(chuàng)建用于復(fù)制的用戶

在主庫(kù)中創(chuàng)建一個(gè)用于復(fù)制的用戶，并授予 REPLICATION SLAVE 權(quán)限。這個(gè)用戶用于從庫(kù)連接主庫(kù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。

在主庫(kù)的 MySQL 命令行中執(zhí)行以下命令：

CREATE USER 'replica_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replica_user'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

• replica_user：用于復(fù)制的用戶名，可以自定義。
• password：復(fù)制用戶的密碼，注意使用強(qiáng)密碼。
• %：允許所有遠(yuǎn)程 IP 訪問(wèn)。如果只允許特定從庫(kù)連接，可以用從庫(kù)的 IP 地址代替 %。

1.1.4 獲取主庫(kù)的二進(jìn)制日志信息

為了讓從庫(kù)知道從何處開(kāi)始復(fù)制數(shù)據(jù)，主庫(kù)需要提供當(dāng)前的二進(jìn)制日志位置?？梢酝ㄟ^(guò)以下命令查看：

SHOW MASTER STATUS;

命令執(zhí)行后，會(huì)輸出如下內(nèi)容：

+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 |      154 | your_database|                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+

• File：當(dāng)前的二進(jìn)制日志文件名。
• Position：二進(jìn)制日志的偏移量，從該位置開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)。

建議：在生產(chǎn)環(huán)境中，執(zhí)行 SHOW MASTER STATUS; 之前，可以先執(zhí)行 FLUSH TABLES WITH READ LOCK; 來(lái)鎖定表，防止數(shù)據(jù)寫(xiě)入導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致。獲取信息后再執(zhí)行 UNLOCK TABLES; 解鎖。

1.2 設(shè)置從庫(kù)（Slave）

配置從庫(kù)是主從復(fù)制的第二步。配置從庫(kù)連接到主庫(kù)并開(kāi)始同步數(shù)據(jù)。

1.2.1 修改從庫(kù)的配置文件

在從庫(kù)的 MySQL 配置文件中（通常是 /etc/my.cnf 或 /etc/mysql/my.cnf），設(shè)置一個(gè)唯一的 server-id 并配置中繼日志和只讀模式。 在 [mysqld] 部分添加以下配置：

[mysqld]
server-id=2                 # 從庫(kù)的唯一 ID，不能與主庫(kù)或其他從庫(kù)相同
relay-log=relay-log         # 設(shè)置中繼日志文件名前綴
read-only=1                 # 設(shè)置只讀模式，防止誤操作

• server-id：從庫(kù)的唯一標(biāo)識(shí)符，每個(gè)從庫(kù)的 server-id 也需要是唯一的，通常從 2 開(kāi)始。
• relay-log：指定中繼日志的前綴，用于存儲(chǔ)從主庫(kù)同步的數(shù)據(jù)。
• read-only：開(kāi)啟只讀模式，防止意外寫(xiě)入。此模式下，擁有 SUPER 權(quán)限的用戶仍可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

1.2.2 重啟 MySQL 服務(wù)

修改配置文件后，重啟從庫(kù)的 MySQL 服務(wù)以應(yīng)用配置：

# Linux 系統(tǒng)
sudo systemctl restart mysqld

# Windows 系統(tǒng)
net stop mysql
net start mysql

1.2.3 配置從庫(kù)連接到主庫(kù)

在從庫(kù)的 MySQL 中，配置主庫(kù)信息以便開(kāi)始復(fù)制。需要用到在主庫(kù)上記錄的 File 和 Position 值。

CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='主庫(kù)的 IP 地址',
    MASTER_USER='replica_user',
    MASTER_PASSWORD='password',
    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',  -- 主庫(kù)的 File 值
    MASTER_LOG_POS=154;                  -- 主庫(kù)的 Position 值

• MASTER_HOST：主庫(kù)的 IP 地址。
• MASTER_USER：在主庫(kù)上創(chuàng)建的用于復(fù)制的用戶（如 replica_user）。
• MASTER_PASSWORD：復(fù)制用戶的密碼。
• MASTER_LOG_FILE：主庫(kù)的二進(jìn)制日志文件名。
• MASTER_LOG_POS：二進(jìn)制日志的位置偏移量。

1.2.4 啟動(dòng)復(fù)制進(jìn)程

配置完成后，啟動(dòng)從庫(kù)的復(fù)制進(jìn)程以開(kāi)始從主庫(kù)復(fù)制數(shù)據(jù)：

START SLAVE;

1.2.5 查看從庫(kù)的復(fù)制狀態(tài)

運(yùn)行以下命令檢查從庫(kù)的狀態(tài)，確認(rèn)從庫(kù)已成功連接到主庫(kù)并開(kāi)始復(fù)制數(shù)據(jù)：

SHOW SLAVE STATUS\G

• Slave_IO_Running：應(yīng)為 Yes，表示從庫(kù)的 IO 線程正在讀取主庫(kù)的日志。
• Slave_SQL_Running：應(yīng)為 Yes，表示從庫(kù)的 SQL 線程正在執(zhí)行主庫(kù)傳遞的日志。
• Last_IO_Error 和 Last_SQL_Error：如果存在錯(cuò)誤信息，會(huì)在此處顯示。

如果 Slave_IO_Running 或 Slave_SQL_Running 為 No，請(qǐng)查看 Last_IO_Error 或 Last_SQL_Error 中的錯(cuò)誤消息，并根據(jù)錯(cuò)誤提示排查問(wèn)題。

1.3 驗(yàn)證主從復(fù)制是否成功

在配置完成后，驗(yàn)證主從復(fù)制的成功性。確保主庫(kù)的寫(xiě)操作能夠被從庫(kù)正確同步。

1.3.1 在主庫(kù)上創(chuàng)建測(cè)試數(shù)據(jù)

在主庫(kù)上選擇用于復(fù)制的數(shù)據(jù)庫(kù)，并創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試表插入數(shù)據(jù)：

USE your_database;
CREATE TABLE test_table (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
);

INSERT INTO test_table (id, name) VALUES (1, 'Test Data');

1.3.2 在從庫(kù)上檢查數(shù)據(jù)同步情況

在從庫(kù)上選擇相同的數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢(xún) test_table 表，確認(rèn)是否同步了主庫(kù)的數(shù)據(jù)：

USE your_database;
SELECT * FROM test_table;

• 如果可以看到 Test Data，則表示主從復(fù)制配置成功并且工作正常。

1.3.3 驗(yàn)證實(shí)時(shí)同步效果

在主庫(kù)上繼續(xù)插入或更新數(shù)據(jù)，再次在從庫(kù)上查詢(xún)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否能夠及時(shí)同步。主從復(fù)制一般情況下會(huì)立即同步，延遲較小。

1.4 故障排查

在配置主從復(fù)制的過(guò)程中，可能會(huì)遇到以下常見(jiàn)問(wèn)題：

1 從庫(kù)無(wú)法連接到主庫(kù)

• 檢查網(wǎng)絡(luò)連接：確保主庫(kù)的防火墻允許從庫(kù)的 IP 地址訪問(wèn) MySQL 的 3306 端口。

2 權(quán)限問(wèn)題

• 用戶權(quán)限：確保在主庫(kù)上創(chuàng)建的用戶擁有 REPLICATION SLAVE 權(quán)限。

3 主從版本兼容性問(wèn)題

• 版本兼容性：確保主庫(kù)和從庫(kù)的 MySQL 版本相互兼容，推薦使用相同的版本。

4 日志位置不正確

• 文件和位置錯(cuò)誤：如果配置的 File 和 Position 不正確，可以重新設(shè)置主從復(fù)制位置。

2.在 Spring Boot 項(xiàng)目中配置多數(shù)據(jù)源

配置多數(shù)據(jù)源是實(shí)現(xiàn)主從復(fù)制的重要步驟。通過(guò)多數(shù)據(jù)源配置，Spring Boot 應(yīng)用可以自動(dòng)區(qū)分并選擇主庫(kù)或從庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離。這一步的具體操作包括添加依賴(lài)、配置數(shù)據(jù)源信息，以及配置數(shù)據(jù)源路由以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇主庫(kù)或從庫(kù)。以下是詳細(xì)的分步講解。

2.1 添加必要的依賴(lài)

在使用 Spring Data JPA 和 MySQL 多數(shù)據(jù)源時(shí)，需要添加以下依賴(lài)項(xiàng)：

• MySQL 驅(qū)動(dòng)：支持連接 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。
• Spring Data JPA：提供 JPA 支持，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)操作。
• HikariCP 連接池：Spring Boot 默認(rèn)的連接池，適合高并發(fā)環(huán)境且支持多數(shù)據(jù)源配置。

在項(xiàng)目的 pom.xml 中添加以下依賴(lài)：

<dependencies>
    <!-- MySQL 驅(qū)動(dòng) -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Data JPA -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>

    <!-- HikariCP 連接池（Spring Boot 默認(rèn)連接池） -->
    <dependency>
        <groupId>com.zaxxer</groupId>
        <artifactId>HikariCP</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2.2 在配置文件中定義主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)源信息

接下來(lái)，需要在 application.properties 中定義主庫(kù)和從庫(kù)的連接信息。主庫(kù)通常用于寫(xiě)操作，從庫(kù)用于讀操作。

application.properties 文件內(nèi)容

# 主庫(kù)配置
spring.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.master.url=jdbc:mysql://主庫(kù)IP地址:3306/your_database?useSSL=false&characterEncoding=utf8
spring.datasource.master.username=主庫(kù)用戶名
spring.datasource.master.password=主庫(kù)密碼

# 從庫(kù)配置
spring.datasource.slave.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.slave.url=jdbc:mysql://從庫(kù)IP地址:3306/your_database?useSSL=false&characterEncoding=utf8
spring.datasource.slave.username=從庫(kù)用戶名
spring.datasource.slave.password=從庫(kù)密碼

說(shuō)明：

• spring.datasource.master：主庫(kù)連接信息，用于寫(xiě)操作。
• spring.datasource.slave：從庫(kù)連接信息，用于讀操作。
• driver-class-name：MySQL 驅(qū)動(dòng)類(lèi)名。
• url：數(shù)據(jù)庫(kù)連接 URL，其中包含數(shù)據(jù)庫(kù)的 IP 地址和數(shù)據(jù)庫(kù)名稱(chēng)。
• username 和 password：數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶名和密碼。

2.3 創(chuàng)建數(shù)據(jù)源配置類(lèi)，配置主從數(shù)據(jù)源

在項(xiàng)目中添加一個(gè)配置類(lèi)，用于定義主庫(kù)和從庫(kù)數(shù)據(jù)源，并通過(guò)一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇主庫(kù)或從庫(kù)。

2.3.1 配置主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)源

首先，我們需要在配置類(lèi)中定義兩個(gè)數(shù)據(jù)源，即主庫(kù)和從庫(kù)。主庫(kù)主要用于寫(xiě)操作，從庫(kù)用于讀操作。

package com.example.config;

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.sql.DataSource;
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    // 定義主庫(kù)數(shù)據(jù)源
    @Bean(name = "masterDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")
    public DataSource masterDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    // 定義從庫(kù)數(shù)據(jù)源
    @Bean(name = "slaveDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")
    public DataSource slaveDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }
}

說(shuō)明：

• @ConfigurationProperties：這個(gè)注解將 application.properties 中 spring.datasource.master 和 spring.datasource.slave 配置的信息綁定到 masterDataSource 和 slaveDataSource 上。這樣，Spring Boot 會(huì)自動(dòng)讀取配置文件中的主從庫(kù)信息，并將它們分別注入到兩個(gè)數(shù)據(jù)源對(duì)象中。

• DataSourceBuilder：這是 Spring 提供的一個(gè)工具類(lèi)，通過(guò)它可以根據(jù)配置文件構(gòu)建 DataSource 對(duì)象。DataSource 是與數(shù)據(jù)庫(kù)連接的核心組件，主要用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接、連接池等信息。

2.3.2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源路由

為了實(shí)現(xiàn)主從分離，我們需要根據(jù)請(qǐng)求自動(dòng)選擇主庫(kù)或從庫(kù)的數(shù)據(jù)源。AbstractRoutingDataSource 是 Spring 提供的一個(gè)抽象類(lèi)，可以根據(jù)用戶定義的路由規(guī)則動(dòng)態(tài)選擇數(shù)據(jù)源。

創(chuàng)建 DynamicDataSource 類(lèi)：該類(lèi)繼承自 AbstractRoutingDataSource，通過(guò)設(shè)置鍵值映射來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源選擇。

package com.example.config;

import org.springframework.jdbc.datasource.lookup.AbstractRoutingDataSource;

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {

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

    // 設(shè)置當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源（主庫(kù)或從庫(kù)）
    public static void setDataSource(String dataSourceKey) {
        contextHolder.set(dataSourceKey);
    }

    // 清除當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源
    public static void clearDataSource() {
        contextHolder.remove();
    }

    // 確定當(dāng)前數(shù)據(jù)源（由 AbstractRoutingDataSource 調(diào)用）
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return contextHolder.get();
    }
}

代碼詳解：

• contextHolder：使用 ThreadLocal 存儲(chǔ)當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)（master 或 slave）。ThreadLocal 確保每個(gè)線程擁有獨(dú)立的變量副本，不會(huì)干擾其他線程。

• setDataSource：用于設(shè)置當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源，通過(guò)傳入 master 或 slave 來(lái)指定主庫(kù)或從庫(kù)。

• clearDataSource：用于清除當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源，避免數(shù)據(jù)源信息在線程之間混淆。

• determineCurrentLookupKey：這是 AbstractRoutingDataSource 提供的方法，它會(huì)在每次數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)調(diào)用。根據(jù) contextHolder 中的數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)，選擇主庫(kù)或從庫(kù)。

2.3.3 將主從數(shù)據(jù)源注入到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源

我們需要將主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)源注入到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源中，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求自動(dòng)選擇。

@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); // 設(shè)置默認(rèn)的數(shù)據(jù)源
    dynamicDataSource.setTargetDataSources(targetDataSources);      // 將主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)源加入路由

    return dynamicDataSource;
}

代碼詳解：

• @Qualifier：指定 masterDataSource 和 slaveDataSource，通過(guò)依賴(lài)注入的方式將主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)源傳入 dynamicDataSource。

• targetDataSources：將 master 和 slave 作為鍵，分別映射到 masterDataSource 和 slaveDataSource。DynamicDataSource 會(huì)通過(guò) determineCurrentLookupKey 方法自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)源。

• setDefaultTargetDataSource：設(shè)置默認(rèn)的數(shù)據(jù)源。在沒(méi)有指定數(shù)據(jù)源的情況下，系統(tǒng)會(huì)使用默認(rèn)數(shù)據(jù)源（一般為主庫(kù)）。

2.3.4 配置 EntityManagerFactory 使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源

對(duì)于使用 JPA 的項(xiàng)目，EntityManagerFactory 是 JPA 的核心組件之一。它負(fù)責(zé)管理實(shí)體管理器，處理 JPA 的持久化操作。這里需要將 EntityManagerFactory 配置為使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源，以實(shí)現(xiàn)主從分離。

@Bean(name = "entityManagerFactory")
public LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManagerFactory(
        @Qualifier("dynamicDataSource") DataSource dynamicDataSource) {
    LocalContainerEntityManagerFactoryBean em = new LocalContainerEntityManagerFactoryBean();
    em.setDataSource(dynamicDataSource); // 使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源
    em.setPackagesToScan("com.example.entity"); // 實(shí)體類(lèi)包名
    em.setJpaVendorAdapter(new HibernateJpaVendorAdapter()); // 設(shè)置 JPA 供應(yīng)商為 Hibernate
    return em;
}

代碼詳解：

• setDataSource：設(shè)置 JPA 的數(shù)據(jù)源為 dynamicDataSource，這樣 JPA 會(huì)根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源的路由選擇合適的數(shù)據(jù)源。

• setPackagesToScan：指定 JPA 實(shí)體類(lèi)所在的包路徑，JPA 會(huì)掃描該包中的實(shí)體類(lèi)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作的映射。

• HibernateJpaVendorAdapter：設(shè)置 JPA 的供應(yīng)商適配器。這里我們使用 Hibernate 作為 JPA 的實(shí)現(xiàn)，它提供了 Hibernate 特有的優(yōu)化和配置支持。

通過(guò)配置 EntityManagerFactory 使用 dynamicDataSource，我們可以讓 JPA 在操作數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)自動(dòng)根據(jù)業(yè)務(wù)需要切換到主庫(kù)或從庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)主從分離和讀寫(xiě)分離。

2.3.5 配置事務(wù)管理器

Spring Data JPA 默認(rèn)需要一個(gè)事務(wù)管理器來(lái)管理事務(wù)。我們需要為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源配置一個(gè) JpaTransactionManager，以確保事務(wù)操作可以正確地應(yīng)用于當(dāng)前選擇的數(shù)據(jù)源（主庫(kù)或從庫(kù)）。

@Bean(name = "transactionManager")
public JpaTransactionManager transactionManager(
        @Qualifier("entityManagerFactory") LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManagerFactory) {
    return new JpaTransactionManager(entityManagerFactory.getObject());
}

代碼詳解：

• JpaTransactionManager：Spring 提供的 JPA 事務(wù)管理器，它會(huì)自動(dòng)處理 EntityManager 的創(chuàng)建和關(guān)閉，并確保在事務(wù)中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的 ACID 特性（原子性、一致性、隔離性、持久性）。

• entityManagerFactory.getObject()：將 entityManagerFactory（配置了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源的實(shí)體管理器工廠）傳遞給 JpaTransactionManager。這樣，事務(wù)管理器會(huì)根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源路由來(lái)管理事務(wù)，確保事務(wù)一致性。

3.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)切換

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的主從切換，使得 Spring Boot 項(xiàng)目可以根據(jù)操作類(lèi)型自動(dòng)選擇主庫(kù)或從庫(kù)，我們需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)切換。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)切換的關(guān)鍵步驟包括：定義自定義注解、創(chuàng)建 AOP 切面，在方法執(zhí)行時(shí)動(dòng)態(tài)地決定使用哪個(gè)數(shù)據(jù)源。

3.1 創(chuàng)建 @DataSource 注解（用于標(biāo)識(shí)使用哪個(gè)數(shù)據(jù)源）

首先，我們創(chuàng)建一個(gè)自定義注解 @DataSource，用于標(biāo)識(shí)在特定方法或類(lèi)上指定的數(shù)據(jù)源類(lèi)型（如主庫(kù) master 或從庫(kù) slave）。有了這個(gè)注解之后，我們可以在代碼中靈活地指定哪些操作使用主庫(kù)，哪些操作使用從庫(kù)。

package com.example.annotation;

import java.lang.annotation.*;

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) // 可以用在方法或類(lèi)上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)             // 在運(yùn)行時(shí)保留，便于通過(guò)反射獲取
@Documented
public @interface DataSource {
    String value() default "master"; // 默認(rèn)使用主庫(kù)
}

注解參數(shù)說(shuō)明：

• @Target：定義注解的使用位置，ElementType.METHOD 表示可以作用于方法，ElementType.TYPE 表示可以作用于類(lèi)。

• @Retention：指定注解的保留策略為 RUNTIME，即該注解會(huì)保留到運(yùn)行時(shí)，并且可以通過(guò)反射獲取，這樣切面類(lèi)可以在運(yùn)行時(shí)識(shí)別注解。

• value：注解的屬性，用來(lái)指定數(shù)據(jù)源類(lèi)型，默認(rèn)為 "master"，表示主庫(kù)。我們可以在使用注解時(shí)，通過(guò)設(shè)置 @DataSource("slave") 來(lái)指定從庫(kù)。

3.2 創(chuàng)建 DataSourceAspect 切面類(lèi)（根據(jù)注解動(dòng)態(tài)切換數(shù)據(jù)源）

AOP（面向切面編程）可以在方法調(diào)用前后動(dòng)態(tài)地切入代碼邏輯。在這里，我們編寫(xiě)一個(gè) AOP 切面，用于在方法調(diào)用之前，根據(jù) @DataSource 注解的值設(shè)置數(shù)據(jù)源。在方法調(diào)用之后，清除數(shù)據(jù)源的標(biāo)識(shí)，以確保不會(huì)影響后續(xù)操作。

package com.example.aspect;

import com.example.annotation.DataSource;
import com.example.config.DynamicDataSource;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
public class DataSourceAspect {

    // 定義切點(diǎn)：匹配帶有 @DataSource 注解的方法或類(lèi)
    @Pointcut("@annotation(com.example.annotation.DataSource) || @within(com.example.annotation.DataSource)")
    public void dataSourcePointCut() {
    }

    // 在方法執(zhí)行前，根據(jù)注解的值切換數(shù)據(jù)源
    @Before("dataSourcePointCut()")
    public void before(JoinPoint point) {
        String dataSource = "master"; // 默認(rèn)使用主庫(kù)
        Class<?> targetClass = point.getTarget().getClass();
        MethodSignature signature = (MethodSignature) point.getSignature();
        
        // 獲取方法上的 @DataSource 注解
        DataSource ds = signature.getMethod().getAnnotation(DataSource.class);
        if (ds != null) {
            dataSource = ds.value();
        } else if (targetClass.isAnnotationPresent(DataSource.class)) {
            // 如果方法上沒(méi)有注解，則讀取類(lèi)上的 @DataSource 注解
            ds = targetClass.getAnnotation(DataSource.class);
            if (ds != null) {
                dataSource = ds.value();
            }
        }

        // 設(shè)置當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)
        DynamicDataSource.setDataSource(dataSource);
    }

    // 在方法執(zhí)行后，清除數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)
    @After("dataSourcePointCut()")
    public void after(JoinPoint point) {
        DynamicDataSource.clearDataSource();
    }
}

切面類(lèi)代碼詳解：

• @Pointcut：定義切點(diǎn) dataSourcePointCut，用于匹配所有帶有 @DataSource 注解的方法或類(lèi)。這意味著我們可以在方法上、類(lèi)上使用 @DataSource 來(lái)控制數(shù)據(jù)源選擇。

• @Before：在目標(biāo)方法執(zhí)行之前觸發(fā) before 方法。

  • MethodSignature：通過(guò) MethodSignature 可以獲取方法的注解。

  • dataSource：默認(rèn)值為 "master"（主庫(kù)）。首先檢查方法上的 @DataSource 注解，如果沒(méi)有找到，再檢查類(lèi)上的 @DataSource 注解。

  • DynamicDataSource.setDataSource(dataSource)：根據(jù)注解值設(shè)置當(dāng)前線程使用的數(shù)據(jù)源（主庫(kù)或從庫(kù)）。這使得后續(xù)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作將根據(jù)注解指定的數(shù)據(jù)源執(zhí)行。

• @After：在目標(biāo)方法執(zhí)行后觸發(fā) after 方法，用于清除當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)，以避免線程復(fù)用時(shí)對(duì)其他請(qǐng)求產(chǎn)生干擾。DynamicDataSource.clearDataSource() 方法會(huì)移除當(dāng)前線程的數(shù)據(jù)源標(biāo)識(shí)。

4.在業(yè)務(wù)代碼中使用

4.1 使用 @DataSource 注解

在業(yè)務(wù)代碼中，可以在需要使用主庫(kù)或從庫(kù)的業(yè)務(wù)方法上添加 @DataSource 注解。默認(rèn)情況下，@DataSource 注解的 value 屬性是 "master"，表示主庫(kù)。我們可以在查詢(xún)類(lèi)方法上標(biāo)記 @DataSource("slave") 以使用從庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離。

4.1.1.在服務(wù)層使用 @DataSource 注解

假設(shè)我們有一個(gè) UserService 服務(wù)類(lèi)，該類(lèi)提供了查詢(xún)用戶列表和保存用戶的功能。我們可以通過(guò) @DataSource 注解指定使用的數(shù)據(jù)庫(kù)。

import com.example.annotation.DataSource;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.List;

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    // 使用從庫(kù)（slave）進(jìn)行讀取操作
    @DataSource("slave")
    public List<User> getUsers() {
        // 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)操作，這里會(huì)通過(guò)切面選擇從庫(kù)
        return userRepository.findAll();
    }

    // 使用主庫(kù)（master）進(jìn)行寫(xiě)入操作
    @DataSource("master")
    public void saveUser(User user) {
        // 數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)入操作，這里會(huì)通過(guò)切面選擇主庫(kù)
        userRepository.save(user);
    }
}

示例說(shuō)明：

• getUsers 方法：由于標(biāo)注了 @DataSource("slave") 注解，因此在執(zhí)行 getUsers 方法時(shí)會(huì)選擇從庫(kù)作為當(dāng)前數(shù)據(jù)源，從而使查詢(xún)操作通過(guò)從庫(kù)完成，減輕主庫(kù)壓力。

• saveUser 方法：標(biāo)注了 @DataSource("master") 注解，因此在執(zhí)行 saveUser 方法時(shí)會(huì)選擇主庫(kù)作為當(dāng)前數(shù)據(jù)源，從而保證數(shù)據(jù)寫(xiě)入操作在主庫(kù)上進(jìn)行，確保數(shù)據(jù)的一致性。

4.1.2.在 DAO 層（數(shù)據(jù)持久層）使用 @DataSource 注解

假設(shè)我們將數(shù)據(jù)源控制進(jìn)一步細(xì)化到 DAO 層。例如，在 UserRepository 中的查詢(xún)和保存方法上分別指定數(shù)據(jù)源。

import com.example.annotation.DataSource;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import java.util.List;

@Repository
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {

    // 使用從庫(kù)（slave）進(jìn)行讀取操作
    @DataSource("slave")
    List<User> findByName(String name);

    // 使用主庫(kù)（master）進(jìn)行寫(xiě)入操作
    @DataSource("master")
    User save(User user);
}

示例說(shuō)明：

• findByName 方法：該方法標(biāo)注了 @DataSource("slave")，因此在調(diào)用 findByName 時(shí)，數(shù)據(jù)查詢(xún)操作將通過(guò)從庫(kù)完成。

• save 方法：該方法標(biāo)注了 @DataSource("master")，確保數(shù)據(jù)寫(xiě)入操作始終通過(guò)主庫(kù)進(jìn)行，保證了數(shù)據(jù)的完整性。

注意：將 @DataSource 注解放在服務(wù)層和 DAO 層都會(huì)生效。實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的復(fù)雜程度來(lái)決定在哪一層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源的切換。

4.2 確保讀操作走從庫(kù)，寫(xiě)操作走主庫(kù)

通過(guò)在業(yè)務(wù)方法中使用 @DataSource 注解，可以實(shí)現(xiàn)以下的邏輯：

1.讀操作走從庫(kù)：在查詢(xún)數(shù)據(jù)的方法上添加 @DataSource("slave")，使這些方法通過(guò)從庫(kù)執(zhí)行。

• 從庫(kù)通常用于處理讀操作。這樣可以分擔(dān)主庫(kù)的負(fù)載，提升系統(tǒng)的讀取性能。
• 因?yàn)閺膸?kù)的數(shù)據(jù)來(lái)自主庫(kù)的復(fù)制，存在一定延遲，所以一般不用于強(qiáng)一致性要求的場(chǎng)景，而適合對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低的查詢(xún)場(chǎng)景。

2.寫(xiě)操作走主庫(kù)：在插入、更新、刪除數(shù)據(jù)的方法上添加 @DataSource("master")，確保這些操作通過(guò)主庫(kù)執(zhí)行。

• 主庫(kù)是數(shù)據(jù)的源頭，負(fù)責(zé)處理寫(xiě)入、更新等操作，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。
• 這樣可以避免因?yàn)閺?fù)制延遲導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。

示例：在 ProductService 中實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離

import com.example.annotation.DataSource;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;

@Service
public class ProductService {

    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    // 使用從庫(kù)讀取產(chǎn)品列表
    @DataSource("slave")
    public List<Product> getAllProducts() {
        // 從庫(kù)執(zhí)行查詢(xún)
        return productRepository.findAll();
    }

    // 使用主庫(kù)保存產(chǎn)品信息
    @DataSource("master")
    public void addProduct(Product product) {
        // 主庫(kù)執(zhí)行插入操作
        productRepository.save(product);
    }

    // 更新產(chǎn)品信息，使用主庫(kù)
    @DataSource("master")
    public void updateProduct(Product product) {
        // 主庫(kù)執(zhí)行更新操作
        productRepository.save(product);
    }

    // 刪除產(chǎn)品信息，使用主庫(kù)
    @DataSource("master")
    public void deleteProductById(Long productId) {
        // 主庫(kù)執(zhí)行刪除操作
        productRepository.deleteById(productId);
    }
}

代碼解釋?zhuān)?/strong>

# 檢查 MySQL 服務(wù)是否正在運(yùn)行
sudo systemctl status mysql

# 啟動(dòng) MySQL 服務(wù)
sudo systemctl start mysql

INFO 12345 --- [main] com.example.YourApplication       : Started YourApplication in 3.456 seconds (JVM running for 4.123)

import com.example.service.UserService;
import com.example.model.User;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class UserServiceTest {

    @Autowired
    private UserService userService;

    // 測(cè)試讀操作
    @Test
    public void testReadOperation() {
        // 調(diào)用讀取用戶的方法
        System.out.println("Executing read operation (should use slave database)...");
        userService.getUsers();
    }

    // 測(cè)試寫(xiě)操作
    @Test
    public void testWriteOperation() {
        // 創(chuàng)建一個(gè)新的用戶
        User user = new User();
        user.setName("Test User");
        user.setEmail("testuser@example.com");

        // 調(diào)用保存用戶的方法
        System.out.println("Executing write operation (should use master database)...");
        userService.saveUser(user);
    }
}

Switching to data source: slave
Executing read operation (should use slave database)...
Switching to data source: master
Executing write operation (should use master database)...