数据库读写分离与事务纠缠的那点坑

5字数 1829阅读 535

1. 在读写分离时会不会造成事务主从切换错误

一个线程在Serivcie时Select时选择的是从库,DynamicDataSourceHolder中ThreadLocal对应线程存储的是slave,然后调用Manager时进入事务,事务使用默认的transacatinManager关联的dataSource,而此时会不会获取到的是slave?

2. 事务隔离级别和传播特性会不会影响数据连接池死锁

一个线程在Service层Select数据会从数据库获取一个Connection,通常来讲,后续DB的操作在同一线线程会复用这个DB Connection,但是从Service进入Manager的事务后,Get Seq获取全局唯一标识,所以Get Seq一般都会开启新的事物从DB Pool里重新获取一个新连接进行操作,但是问题是如果两个事务关联的datasource是同一个,即DB Pool是同一个,那么如果DB Pool已经为空,是否会造成死锁?

为了减轻数据库的压力,一般会进行数据库的读写分离,实现方法一是通过分析sql语句是insert/select/update/delete中的哪一种,从而对应选择主从,二是通过拦截方法名称的方式来决定主从的,如:save()、insert() 形式的方法使用master库,select()开头的使用slave库。

通常在方法上标上自定义标签来选择主从。

@DataSource("slave")
int queryForCount(OrderQueryCondition queryCondition);

或者通过拦截器动态选择主从。

<property name="methodType">
    <map key-type="java.lang.String">
        <!-- read -->
        <entry key="master" value="find,get,select,count,list,query,stat,show,mine,all,rank,fetch"/>
        <!-- write -->
        <entry key="slave" value="save,insert,add,create,update,delete,remove,gain"/>
    </map>
</property>

读写动态库配置

<bean id="fwmarketDataSource" class="com.jd.fwmarket.datasource.DynamicDataSource" lazy-init="true">
    <property name="targetDataSources">
        <map key-type="java.lang.String">
            <entry key="master" value-ref="masterDB"/>
            <entry key="slave" value-ref="slaveDB"/>
        </map>
    </property>
    <!-- 设置默认的数据源,这里默认走写库 -->
    <property name="defaultTargetDataSource" ref="masterDB"/>
</bean>
DynamicDataSource:

定义动态数据源,实现通过集成Spring提供的AbstractRoutingDataSource,只需要实现determineCurrentLookupKey方法即可,由于DynamicDataSource是单例的,线程不安全的,所以采用ThreadLocal保证线程安全,由DynamicDataSourceHolder完成。

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        // 使用DynamicDataSourceHolder保证线程安全,并且得到当前线程中的数据源key
        return DynamicDataSourceHolder.getDataSourceKey();
    }
}
DynamicDataSourceHolder类:
public class DynamicDataSourceHolder {
 
    // 写库对应的数据源key
    private static final String MASTER= "master";
 
    // 读库对应的数据源key
    private static final String SLAVE = "slave";
 
    // 使用ThreadLocal记录当前线程的数据源key
    private static final ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<String>();
 
    public static void putDataSourceKey(String key) {
        holder.set(key);
    }
 
    public static String getDataSourceKey() {
        return holder.get();
    }
 
    public static void markDBMaster(){
        putDataSourceKey(MASTER);
    }
 
    public static void markDBSlave(){
        putDataSourceKey(SLAVE);
    }
 
    public static void markClear(){
        putDataSourceKey(null);
    }
}

动态设置数据源可以通过Spring AOP来实现,而AOP切面的方式也有很多种。

Spring AOP的原理:Spring AOP采用动态代理实现,在Spring容器中的bean会被代理对象代替,代理对象里加入了增强逻辑,当调用代理对象的方法时,目标对象的方法就会被拦截。

事务切面和读/写库选择切面

<bean id="dataSourceAspect" class="com.jd.fwmarket.service.datasource.DataSourceAspect"/>
<aop:config>
    <aop:pointcut id="txPointcut" expression="execution(* com.jd.fwmarket.dao..*Impl.*(..))"/>
    <!-- 将切面应用到自定义的切面处理器上,-9999保证该切面优先级最高执行 -->
    <aop:aspect ref="dataSourceAspect" order="-9999">
        <aop:before method="before" pointcut-ref="txPointcut"/>
        <aop:after method="after" pointcut-ref="txPointcut"/>
    </aop:aspect>
</aop:config>
Java逻辑:
public class DataSourceAspect {
 
    private static final String[] defaultSlaveMethodStart 
                    = new String[]{"query", "find", "get", "select", "count", "list"};
 
    /**
     * 在进入Dao方法之前执行
     *
     * @param point 切面对象
     */
    public void before(JoinPoint point) {
        String methodName = point.getSignature().getName();
 
        boolean isSlave = isSlave(methodName);
        if (isSlave) {
            DynamicDataSourceHolder.markDBSlave();
        } else {
            DynamicDataSourceHolder.markDBMaster();
        }
    }
 
    public void after(){
        DynamicDataSourceHolder.markClear();
    }
}
使用BeanNameAutoProxyCreator创建代理
<bean id="MySqlDaoSourceInterceptor" class="com.jd.fwmarket.dao.aop.DaoSourceInterceptor">
    <property name="dbType" value="mysql"/>
    <property name="packageName" value="com.jd.fwmarket"/>
</bean>
<bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.BeanNameAutoProxyCreator">
    <property name="beanNames">
        <value>*Mapper</value>
    </property>
    <property name="interceptorNames">
        <list>
            <value>MySqlDaoSourceInterceptor</value>
        </list>
    </property>
</bean>
Java逻辑:
public class DaoSourceInterceptor implements MethodInterceptor {
 
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        dataSourceAspect(invocation);
        Object result = invocation.proceed();
        DataSourceHandler.putDataSource(null);
        return result;
    }
 
    private void dataSourceAspect(MethodInvocation invocation) {
        String method = invocation.getMethod().getName();
        for (String key : ChooseDataSource.METHOD_TYPE_MAP.keySet()) {
            for (String type : ChooseDataSource.METHOD_TYPE_MAP.get(key)) {
                if (method.startsWith(type)) {
                    DataSourceHandler.putDataSource(key);
                    return;
                }
            }
        }
    }
}

Spring的事务处理为了与数据访问解耦,它提供了一套处理数据资源的机制,而这个机制采用ThreadLocal的方式。

事务管理器

Spring中通常通过@Transactional来声明使用事务。如果@Transactional不指定事务管理器,使用缺省。注意如果Spring容器中定义了两个事务管理器,@Transactional标注是不支持区分使用哪个事务管理器的,Spring 3.0之后的版本Transactional增加了个string类型的value属性来特殊指定加以区分。

@Transactional
public int insertEntryCreateId(UrpMenu urpMenu) {
    urpMenu.setMId(this.sequenceUtil.get(SequenceConstants.MARKET_URP_MENU));
    return super.insertEntryCreateId(urpMenu);
}

同时进行XML配置

<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager" proxy-target-class="true"/>
<bean id="transactionManager" 
                class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="fwmarketDataSource"/>
</bean>

其中dataSource是在Spring配置文件中定义的数据源的对象实例。transaction-manager属性保存一个对在Spring配置文件中定义的事务管理器bean的引用,如果没有它,就会忽略@Transactional注释,导致代码不会使用任何事务。proxy-target-class控制是基于接口的还是基于类的代理被创建,如果属性值被设置为true,那么基于类的代理将起作用,如果属性值为false或者被省略,那么标准的JDK基于接口的代理将起作用。

注意@Transactional建议在具体的类(或类的方法)上使用,不要使用在类所要实现的任何接口上。

(推荐阅读:Spring事务隔离级别和传播特性 http://www.cnblogs.com/zhishan/p/3195219.html

SQL四类隔离级别

事务的实现是基于数据库的存储引擎。不同的存储引擎对事务的支持程度不一样。Mysql中支持事务的存储引擎有InnoDB和NDB。InnoDB是mysql默认的存储引擎,默认的隔离级别是RR(Repeatable Read)。

事务的隔离性是通过锁实现,而事务的原子性、一致性和持久性则是通过事务日志实现。

(推荐阅读:数据库事务与MySQL事务总结 https://zhuanlan.zhihu.com/p/29166694

Q1 在读写分离时会不会造成事务主从切换错误

一个线程在Serivcie时Select时选择的是从库,DynamicDataSourceHolder中ThreadLocal对应线程存储的是slave,然后调用Manager时进入事务,事务使用默认的transacatinManager关联的dataSource,而此时会不会获取到的是slave?

经验证不会,但这是因为在AOP设置动态织出的时候,都要清空DynamicDataSourceHolder的ThreadLocal,如此避免了数据库事务传播行为影响的主从切换错误。如果Selelct DB从库完成之后不清空ThreadLocal,那么ThreadLocal跟线程绑定就会传播到Transaction,造成事务操作从库异常。而清空ThreadLocal之后,Spring的事务拦截先于动态数据源的判断,所以事务会切换成主库,即使事务中再有查询从库的操作,也不会造成主库事务异常。

Q2 事务隔离级别和传播特性会不会影响数据连接池死锁

一个线程在Service层Select数据会从数据库获取一个Connection,通常来讲,后续DB的操作在同一线线程会复用这个DB Connection,但是从Service进入Manager的事务后,Get Seq获取全局唯一标识,所以Get Seq一般都会开启新的事物从DB Pool里重新获取一个新连接进行操作,但是问题是如果两个事务关联的datasource是同一个,即DB Pool是同一个,那么如果DB Pool已经为空,是否会造成死锁?

经验证会死锁,所以在实践过程中,如果有此实现,建议Get Seq不要使用与事务同一个连接池。或者采用事务隔离级别设置PROPAGATION_REQUIRES_NEW进行处理。最优的实践是宎把Get SeqId放到事务里处理。

总结

分析的不是很深,有很多地方还不是特别了解,欢迎吐槽相互学习,尤其是说错了的地方,一定请帮忙指正,以免误人子弟。

在此我向大家推荐一个架构学习交流群。交流学习群号:833145934 里面资深架构师会分享一些整理好的录制视频录像和BATJ面试题:有Spring,MyBatis,Netty源码分析,高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理,JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源,目前受益良多。

作者:张松然

京东商城,商家研发部架构师

文章出处:http://www.linkedkeeper.com/1043.html

推荐阅读更多精彩内容