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SpringBoot集成Spring Data JPA及读写分离

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Spring Boot集成Spring Data JPA及读写分离

Spring Data JPA是Spring社区的一个子项目，它简化了JPA的重复性代码，使得与JPA的交互更加便捷。如果我们想要在Spring Boot项目中使用JPA，那么我们可以使用Spring Data JPA轻松实现该功能。另外，当我们需要将读写操作分离到不同的数据库中，我们可以使用读写分离的方式来实现。

集成Spring Data JPA

  1. 引入依赖

在Spring Boot项目中使用Spring Data JPA，我们只需要在pom.xml文件中引入相应的依赖即可。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
  1. 配置数据源

在application.properties文件中配置数据源的相关信息，例如：

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
  1. 新建实体类

在Spring Data JPA中，我们需要定义实体类来映射数据表中的字段。例如，我们需要定义一个用户实体类User，对应数据库中的user表。

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;

    private Integer age;

    // getter/setter
}

在实体类中，我们使用JPA注解来定义表名、字段名、主键以及相关的约束等。

  1. 定义JpaRepository

在Spring Data JPA中，我们使用JpaRepository来对数据进行CRUD操作。对于实体类User，我们可以创建一个JpaRepository来将其操作映射为数据库中的操作。

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
}

在定义JpaRepository时需要继承JpaRepository，然后指定实体类类型和主键类型。

  1. 实现DAO层

在使用JpaRepository时，我们需要将其注入到DAO层中进行使用。在DAO层中，我们可以通过调用JpaRepository的方法来实现对数据的CRUD操作。

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User save(User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    public void deleteById(Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }

    public User findById(Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElse(null);
    }

    public List<User> findAll() {
        return userRepository.findAll();
    }
}

在实现DAO层时，我们可以将JpaRepository注入到UserService中，并在其方法中调用JpaRepository的方法来实现对数据的操作。

读写分离

在实际的应用场景中，数据库的读写访问可能会产生瓶颈。为了解决这个问题，我们可以采用读写分离的方式，将读操作和写操作分别分配到不同的数据库中。

  1. 引入依赖

在使用读写分离的时候，我们需要引入两个额外的依赖，分别为：

<dependency>
    <groupId>com.zaxxer</groupId>
    <artifactId>HikariCP</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>

上述两个依赖中，HikariCP是一个高性能的JDBC连接池，而spring-boot-starter-jdbc是Spring Boot的JDBC起步依赖。

  1. 配置数据源

在使用读写分离时，我们需要配置两个不同的数据源，分别用于读操作和写操作。

# 主库
spring.datasource.master.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db_master
spring.datasource.master.username=root
spring.datasource.master.password=root
spring.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

# 从库
spring.datasource.slave.url=jdbc:mysql://localhost:3306/db_slave
spring.datasource.slave.username=root
spring.datasource.slave.password=root
spring.datasource.slave.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver

在application.properties文件中，我们分别配置了主库和从库的数据源信息。可以看到，两个数据源的配置十分相似，只有url和数据库名称不同。

  1. 配置数据源路由

在使用读写分离时，我们需要为数据源配置路由，使得写操作可以访问主库，而读操作可以访问从库。

@Configuration
public class DataSourceRoutingConfig {

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

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

    @Bean
    public DataSourceRouter dataSourceRouter() {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>(2);
        targetDataSources.put(DatabaseType.MASTER, masterDataSource());
        targetDataSources.put(DatabaseType.SLAVE, slaveDataSource());

        DataSourceRouter dataSourceRouter = new DataSourceRouter();
        dataSourceRouter.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource());
        dataSourceRouter.setTargetDataSources(targetDataSources);
        return dataSourceRouter;
    }

    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSourceRouter dataSourceRouter) {
        return new DataSourceTransactionManager(dataSourceRouter);
    }
}

在上述代码中，我们使用@Configuration注解来声明该类为配置类。其中，我们先创建了两个数据源，分别对应于主库和从库。然后，我们创建了一个DataSourceRouter，用于根据数据源类型来路由到不同的数据源。最后，我们配置了一个事务管理器，并将DataSourceRouter传入其中。

需要注意的是，在上述代码中，我们通过@ConfigurationProperties注解将application.properties文件中的数据源信息注入到了DataSource中。

在定义DatabaseType时，我们使用了一个枚举类型来存储数据源类型。

public enum DatabaseType {
    MASTER, SLAVE
}

在定义DataSourceRouter时，我们使用了AbstractRoutingDataSource类，并重写了其determineCurrentLookupKey方法。该方法用于确定当前使用的数据源。

public class DataSourceRouter extends AbstractRoutingDataSource {

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

在DataSourceContextHolder中，我们使用ThreadLocal来保存当前使用的数据源类型。

public class DataSourceContextHolder {

    private static final ThreadLocal<DatabaseType> CONTEXT_HOLDER = new ThreadLocal<>();

    public static void set(DatabaseType databaseType) {
        CONTEXT_HOLDER.set(databaseType);
    }

    public static DatabaseType get() {
        return CONTEXT_HOLDER.get();
    }

    public static void clear() {
        CONTEXT_HOLDER.remove();
    }
}
  1. 配置JpaRepository

在使用读写分离的时候，我们需要根据不同的数据源类型来访问不同的数据库。这时，我们需要通过配置JpaRepository来实现该功能。

public interface UserRepositoryMaster extends JpaRepository<User, Long> {
}

public interface UserRepositorySlave extends JpaRepository<User, Long> {
}

在上述代码中，我们定义了两个JpaRepository，分别对应于主库和从库。

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepositoryMaster userRepositoryMaster;

    @Autowired
    private UserRepositorySlave userRepositorySlave;

    public User save(User user) {
        return userRepositoryMaster.save(user);
    }

    @DataSourceRouting(DatabaseType.MASTER)
    public void deleteById(Long id) {
        userRepositoryMaster.deleteById(id);
    }

    @DataSourceRouting(DatabaseType.SLAVE)
    public User findById(Long id) {
        return userRepositorySlave.findById(id).orElse(null);
    }

    public List<User> findAll() {
        return userRepositorySlave.findAll();
    }
}

在UserService中，我们将两个JpaRepository注入到其中，然后在其方法上使用@DataSourceRouting指定对应的数据源类型。

需要注意的是，在使用@DataSourceRouting时，我们需要自定义一个注解，并在方法上使用该注解来指定数据源类型。下面是自定义的@DataSourceRouting注解的代码。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DataSourceRouting {
    DatabaseType value();
}

示例代码

下面是一个简单的示例代码，演示了如何在Spring Boot项目中集成Spring Data JPA并实现读写分离。

实体类User.java

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;

    private Integer age;

    // getter/setter
}

JpaRepository

public interface UserRepositoryMaster extends JpaRepository<User, Long> {
}

public interface UserRepositorySlave extends JpaRepository<User, Long> {
}

数据源路由配置类

@Configuration
public class DataSourceRoutingConfig {

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

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

    @Bean
    public DataSourceRouter dataSourceRouter() {
        Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>(2);
        targetDataSources.put(DatabaseType.MASTER, masterDataSource());
        targetDataSources.put(DatabaseType.SLAVE, slaveDataSource());

        DataSourceRouter dataSourceRouter = new DataSourceRouter();
        dataSourceRouter.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource());
        dataSourceRouter.setTargetDataSources(targetDataSources);
        return dataSourceRouter;
    }

    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSourceRouter dataSourceRouter) {
        return new DataSourceTransactionManager(dataSourceRouter);
    }
}

UserService.java

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepositoryMaster userRepositoryMaster;

    @Autowired
    private UserRepositorySlave userRepositorySlave;

    public User save(User user) {
        return userRepositoryMaster.save(user);
    }

    @DataSourceRouting(DatabaseType.MASTER)
    public void deleteById(Long id) {
        userRepositoryMaster.deleteById(id);
    }

    @DataSourceRouting(DatabaseType.SLAVE)
    public User findById(Long id) {
        return userRepositorySlave.findById(id).orElse(null);
    }

    public List<User> findAll() {
        return userRepositorySlave.findAll();
    }
}

自定义注解@DataSourceRouting.java

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DataSourceRouting {
    DatabaseType value();
}

枚举类DatabaseType.java

public enum DatabaseType {
    MASTER, SLAVE
}

总结

本文介绍了如何在Spring Boot项目中使用Spring Data JPA，并实现了读写分离的功能。通过使用Spring Data JPA，我们可以轻松实现CRUD操作，而通过使用读写分离，我们可以将读操作和写操作分离到不同的数据库中，从而提高了数据库的访问性能。

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