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如何在spring框架中解决多数据源的问题

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在我们的项目中遇到这样一个问题：我们的项目需要连接多个数据库，而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。我们以往在 spring 和 hibernate 框架中总是配置一个数据源，因而 sessionFactory 的 dataSource 属性总是指向这个数据源并且恒定不变，所有 DAO 在使用 sessionFactory 的时候都是通过这个数据源访问数据库。但是现在，由于项目的需要，我们的 DAO 在访问 sessionFactory 的时候都不得不在多个数据源中不断切换，问题就出现了：如何让 sessionFactory 在执行数据持久化的时候，根据客户的需求能够动态切换不同的数据源？我们能不能在 spring 的框架下通过少量修改得到解决？是否有什么设计模式可以利用呢？  

 

问题的分析

我首先想到在 spring 的 applicationContext 中配置所有的 dataSource 。这些 dataSource 可能是各种不同类型的，比如不同的数据库： Oracle 、 SQL Server 、 MySQL 等，也可能是不同的数据源：比如 apache 提供的 org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource 、 spring 提供的 org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean 等。然后 sessionFactory 根据客户的每次请求，将 dataSource 属性设置成不同的数据源，以到达切换数据源的目的。

 

但是，我很快发现一个问题：当多用户同时并发访问数据库的时候会出现资源争用的问题。这都是“单例模式”惹的祸。众所周知，我们在使用 spring 框架的时候，在 beanFactory 中注册的 bean 基本上都是采用单例模式，即 spring 在启动的时候，这些 bean 就装载到内存中，并且每个 bean 在整个项目中只存在一个对象。正因为只存在一个对象，对象的所有属性，更准确说是实例变量，表现得就如同是个静态变量（实际上“静态”与“单例”往往是非常相似的两个东西，我们常常用“静态”来实现“单例”）。拿我们的问题来说， sessionFactory 在整个项目中只有一个对象，它的实例变量 dataSource 也就只有一个，就如同一个静态变量一般。如果不同的用户都不断地去修改 dataSource 的值，必然会出现多用户争用一个变量的问题，对系统产生隐患。

 

通过以上的分析，解决多数据源访问问题的关键，就集中在 sessionFactory 在执行数据持久化的时候，能够通过某段代码去根据客户的需要动态切换数据源，并解决资源争用的问题。

 

问题的解决

  • 采用 Decorator 设计模式

要解决这个问题，我的思路锁定在了这个 dataSource 上了。如果 sessionFactory 指向的 dataSource 可以根据客户的需求去连接客户所需要的真正的数据源，即提供动态切换数据源的功能，那么问题就解决了。那么我们怎么做呢？去修改那些我们要使用的 dataSource 源码吗？这显然不是一个好的方案，我们希望我们的修改与原 dataSource 代码是分离的。根据以上的分析，使用 GoF 设计模式中的 Decorator 模式（装饰者模式）应当是我们可以选择的最佳方案。

 

什么是“ Decorator 模式”？简单点儿说就是当我们需要修改原有的功能，但我们又不愿直接去修改原有的代码时，设计一个 Decorator 套在原有代码外面。当我们使用 Decorator 的时候与原类完全一样，当 Decorator 的某些功能却已经修改为了我们需要修改的功能。 Decorator 模式的结构如图。

 

 

我们本来需要修改图中所有具体的 Component 类的一些功能，但却并不是去直接修改它们的代码，而是在它们的外面增加一个 Decorator 。 Decorator 与具体的 Component 类都是继承的 AbstractComponent ，因此它长得和具体的 Component 类一样，也就是说我们在使用 Decorator 的时候就如同在使用 ConcreteComponentA 或者 ConcreteComponentB 一样，甚至那些使用 ConcreteComponentA 或者 ConcreteComponentB 的客户程序都不知道它们用的类已经改为了 Decorator ，但是 Decorator 已经对具体的 Component 类的部分方法进行了修改，执行这些方法的结果已经不同了。

 

  • 设计 MultiDataSource 类

现在回到我们的问题，我们需要对 dataSource 的功能进行变更，但又不希望修改 dataSource 中的任何代码。我这里指的 dataSource 是所有实现 javax.sql.DataSource 接口的类，我们常用的包括 apache 提供的 org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource 、 spring 提供的 org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean 等，这些类我们不可能修改它们本身，更不可能对它们一个个地修改以实现动态分配数据源的功能，同时，我们又希望使用 dataSource 的 sessionFactory 根本就感觉不到这样的变化。 Decorator 模式就正是解决这个问题的设计模式。

 

首先写一个 Decorator 类，我取名叫 MultiDataSource，通过它来动态切换数据源 。同时在配置文件中将sessionFactory的dataSource属性由原来的某个具体的dataSource改为MultiDataSource。如图：

 

 

对比原 Decorator 模式， AbstractComponent 是一个抽象类，但在这里我们可以将这个抽象类用接口来代替，即 DataSource 接口，而 ConcreteComponent 就是那些 DataSource 的实现类，如 BasicDataSource 、 JndiObjectFactoryBean 等。 MultiDataSource 封装了具体的dataSource，并实现了数据源动态切换：

 

 

java 代码
  1. public   class  MultiDataSource  implements  DataSource {   
  2.      private  DataSource dataSource =  null ;   
  3. public  MultiDataSource(DataSource dataSource){   
  4.          this .dataSource = dataSource;   
  5.     }   
  6.      /* (non-Javadoc)  
  7.      * @see javax.sql.DataSource#getConnection()  
  8.      */   
  9.      public  Connection getConnection()  throws  SQLException {   
  10.          return  getDataSource().getConnection();   
  11.     }   
  12.      //其它DataSource接口应当实现的方法   
  13.   
  14.      public  DataSource getDataSource(){   
  15.          return   this .dataSource;   
  16.         }   
  17.     }   
  18.      public   void  setDataSource(DataSource dataSource) {   
  19.          this .dataSource = dataSource;   
  20.     }   
  21. }   

 

客户在发出请求的时候，将dataSourceName放到request中，然后把request中的数据源名通过调用new MultiDataSource(dataSource) 时可以告诉 MultiDataSource 客户需要的数据源，就可以实现动态切换数据源了。但细心的朋友会发现这在单例的情况下就是问题的，因为 MultiDataSource 在系统中只有一个对象，它的实例变量 dataSource 也只有一个，就如同一个静态变量一般。正因为如此， 单例模式让许多设计模式都不得不需要更改，这将在我的《“单例”更改了我们的设计模式》中详细讨论。那么，我们在单例模式下如何设计呢？

 

  • 单例模式下的 MultiDataSource

在单例模式下，由于我们在每次调用 MultiDataSource 的方法的时候， dataSource 都可能是不同的，所以我们不能将 dataSource 放在实例变量 dataSource 中，最简单的方式就是在方法 getDataSource() 中增加参数，告诉 MultiDataSource 我到底调用的是哪个 dataSource ：

 

java 代码
  1. public  DataSource getDataSource(String dataSourceName){   
  2.         log.debug( "dataSourceName:" +dataSourceName);   
  3.          try {   
  4.              if (dataSourceName== null ||dataSourceName.equals( "" )){   
  5.                  return   this .dataSource;   
  6.             }   
  7.              return  (DataSource) this .applicationContext.getBean(dataSourceName);   
  8.         } catch (NoSuchBeanDefinitionException ex){   
  9.              throw   new  DaoException( "There is not the dataSource 
  10.         }   
  11.     }   

 

值得一提的是，我需要的数据源已经都在 spring 的配置文件中注册， dataSourceName 就是其对应的 id 。

 

xml 代码
  1. < bean   id = "dataSource1"   
  2.      class = "org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" >   
  3.      < property   name = "driverClassName" >   
  4.          < value > oracle.jdbc.driver.OracleDriver value >   
  5.      property >  
  6.     ......   
  7. bean >   
  8. < bean   id = "dataSource2"   
  9.      class = "org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" >   
  10.      < property   name = "driverClassName" >   
  11.          < value > oracle.jdbc.driver.OracleDriver value >  
  12.      property >     
  13.     ......   
  14. bean >     

为了得到 spring 的 ApplicationContext ， MultiDataSource 类必须实现接口 org.springframework.context.ApplicationContextAware ，并且实现方法：

java 代码
  1. private  ApplicationContext applicationContext =  null ;   
  2. public   void  setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)  throws  BeansException {   
  3.          this .applicationContext = applicationContext;   
  4.     }   

 

如此这样，我就可以通过 this . applicationContext .getBean(dataSourceName) 得到 dataSource 了。

 

  • 通过线程传递 dataSourceName

查看以上设计， MultiDataSource 依然无法运行，因为用户在发出请求时，他需要连接什么数据库，其数据源名是放在 request 中的，要将 request 中的数据源名传给 MultiDataSource ，需要经过 BUS 和 DAO ，也就是说为了把数据源名传给 MultiDataSource ， BUS 和 DAO 的所有方法都要增加 dataSourceName 的参数，这是我们不愿看到的。写一个类，通过线程的方式跳过 BUS 和 DAO 直接传递给 MultiDataSource 是一个不错的设计：

 

java 代码
  1. public   class  SpObserver {   
  2.      private   static  ThreadLocal local =  new  ThreadLocal();   
  3.      public   static   void  putSp(String sp) {   
  4.         local.set(sp);   
  5.     }   
  6.      public   static  String getSp() {   
  7.          return  (String)local.get();   
  8.     }   
  9. }   

 

做一个 filter ，每次客户发出请求的时候就调用 SpObserver. petSp ( dataSourceName ) ，将 request 中的 dataSourceName 传递给 SpObserver 对象。 最后修改 MultiDataSource 的方法 getDataSource() ：

 

java 代码
  1. public  DataSource getDataSource(){   
  2.         String sp = SpObserver.getSp();   
  3.          return  getDataSource(sp);   
  4.     }   

 

完整的 MultiDataSource 代码在附件中。

 

  • 动态添加数据源

通过以上方案，我们解决了动态分配数据源的问题，但你可能提出疑问：方案中的数据源都是配置在 spring 的 ApplicationContext 中，如果我在程序运行过程中动态添加数据源怎么办？这确实是一个问题，而且在我们的项目中也确实遇到。 spring 的 ApplicationContext 是在项目启动的时候加载的。加载以后，我们如何动态地加载新的 bean 到 ApplicationContext 中呢？我想到如果用 spring 自己的方法解决这个问题就好了。所幸的是，在查看 spring 的源代码后，我找到了这样的代码，编写了 DynamicLoadBean 类，只要 调用 loadBean() 方法，就可以将某个或某几个配置文件中的 bean 加载到 ApplicationContext 中（见附件）。不通过配置文件直接加载对象，在 spring 的源码中也有，感兴趣的朋友可以自己研究。

 

 

  • 在 spring 中配置

在完成了所有这些设计以后，我最后再唠叨一句。我们应当在 spring 中做如下配置：

 

xml 代码
  1. < bean   id = "dynamicLoadBean"   class = "com.htxx.service.dao.DynamicLoadBean" > bean >   
  2. < bean   id = "dataSource"   class = "com.htxx.service.dao.MultiDataSource" >   
  3.          < property   name = "dataSource" >   
  4.              < ref   bean = "dataSource1"   />   
  5.          property >   
  6.      bean >   
  7.      < bean   id = "sessionFactory"   class = "org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean" >   
  8.          < property   name = "dataSource" >   
  9.              < ref   bean = "dataSource"   />   
  10.          property >   
  11.         ......   
  12.      bean >   

 

其中 dataSource 属性实际上更准确地说应当是 defaultDataSource ，即 spring 启动时以及在客户没有指定数据源时应当指定的默认数据源。

 

该方案的优势

 

以上方案与其它方案相比，它有哪些优势呢？

 

首先，这个方案完全是在 spring 的框架下解决的，数据源依然配置在 spring 的配置文件中， sessionFactory 依然去配置它的 dataSource 属性，它甚至都不知道 dataSource 的改变。唯一不同的是在真正的 dataSource 与 sessionFactory 之间增加了一个 MultiDataSource 。

 

其次，实现简单，易于维护。这个方案虽然我说了这么多东西，其实都是分析，真正需要我们写的代码就只有 MultiDataSource 、 SpObserver 两个类。 MultiDataSource 类真正要写的只有 getDataSource() 和 getDataSource(sp) 两个方法，而 SpObserver 类更简单了。实现越简单，出错的可能就越小，维护性就越高。

 

最后，这个方案可以使单数据源与多数据源兼容。这个方案完全不影响 BUS 和 DAO 的编写。如果我们的项目在开始之初是单数据源的情况下开发，随着项目的进行，需要变更为多数据源，则只需要修改 spring 配置，并少量修改 MVC 层以便在请求中写入需要的数据源名，变更就完成了。如果我们的项目希望改回单数据源，则只需要简单修改配置文件。这样，为我们的项目将增加更多的弹性。

 

特别说明：实例中的DynamicLoadBean在web环境下运行会出错，需要将类中AbstractApplicationContext改为org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext。

 

相关博客： 再析在spring框架中解决多数据源的问题

 

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