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java每日精进 5.22【多数据源（读写分离）、事务】

news 来源：原创 2025/5/23 5:38:09

1.多数据源

 <!-- Dynamic Datasource for Multi-Datasource --><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>dynamic-datasource-spring-boot-starter</artifactId><version>${datasource.version}</version></dependency><!-- Druid --><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId><version>${druid.version}</version></dependency>
spring:# 禁用不必要的自动配置autoconfigure:exclude:- com.alibaba.druid.spring.boot.autoconfigure.DruidDataSourceAutoConfigure  # 排除Druid数据源的自动配置，通常用于自定义配置时避免冲突datasource:druid:web-stat-filter:enabled: true  # 启用Druid的Web统计过滤器，用于监控Web应用的数据访问情况stat-view-servlet:enabled: true  # 启用Druid的监控页面Servleturl-pattern: /druid/*  # 设置监控页面的访问路径login-username: admin  # 监控页面的登录用户名login-password: 123456  # 监控页面的登录密码filter:stat:  # SQL统计过滤器配置enabled: true  # 启用SQL统计功能log-slow-sql: true  # 启用慢SQL日志记录slow-sql-millis: 100  # 定义慢SQL的标准（毫秒），执行时间超过此值的SQL会被记录merge-sql: true  # 合并统计相同的SQL（避免重复统计）wall:  # SQL防火墙配置config:multi-statement-allow: true  # 允许执行多条SQL语句（默认false，出于安全考虑）dynamic:  # 动态数据源配置primary: master  # 设置默认/主数据源的名称为"master"druid:  # Druid连接池配置initial-size: 1  # 初始化连接池中的连接数min-idle: 1  # 连接池中最小的空闲连接数max-active: 20  # 连接池中最大的活跃连接数max-wait: 600000  # 获取连接时的最大等待时间（毫秒）time-between-eviction-runs-millis: 60000  # 检测空闲连接的间隔时间（毫秒）min-evictable-idle-time-millis: 300000  # 连接在池中最小的空闲时间（毫秒），超过此时间可能被回收max-evictable-idle-time-millis: 900000  # 连接在池中最大的空闲时间（毫秒），超过此时间会被回收validation-query: SELECT 1  # 用于检测连接有效性的SQL语句test-while-idle: true  # 空闲时是否测试连接的有效性test-on-borrow: false  # 获取连接时是否测试其有效性（通常不建议开启，影响性能）test-on-return: false  # 归还连接时是否测试其有效性（通常不建议开启，影响性能）datasource:  # 具体数据源配置master:  # 主数据源配置url: jdbc:mysql://localhost:3306/buysys?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai  # 数据库连接URLusername: root  # 数据库用户名password: 123456  # 数据库密码driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver  # JDBC驱动类名slave:  # 从数据源配置lazy: true  # 是否懒加载（延迟初始化）url: jdbc:mysql://localhost:3306/mysql_test?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai  # 从数据库连接URLusername: root  # 从数据库用户名password: 123456  # 从数据库密码driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver  # JDBC驱动类名
@Repository
public interface StudentMapper extends BaseMapper<Student> {// 从从库（mysql_test）查询学生信息，支持分页和按名称模糊查询@DS("slave")default IPage<Student> selectStudentPage(Page<Student> page, @Param("sName") String sName) {LambdaQueryWrapper<Student> queryWrapper = new LambdaQueryWrapper<>();if (sName != null && !sName.isEmpty()) {queryWrapper.like(Student::getSName, sName);}return this.selectPage(page, queryWrapper);}
}

2.事务

2.1 单机 + 单数据源：@Transactional 注解

描述
  • 适用场景：单机环境中，操作单一数据源（例如只操作 buysys 数据库的 user 表）。
  • 实现方式：使用 Spring 的 @Transactional 注解，声明事务以确保数据一致性。
  • 特点：
    • 简单易用，适合大多数单数据源场景。
    • Spring 自动管理事务的开启、提交和回滚。
    • 如果方法抛出异常，事务会自动回滚。
代码示例

以下是一个在 UserService 中使用 @Transactional 注解的示例，操作 buysys 数据库的 user 表。

/*** 用户服务实现类，操作单一数据源（buysys 数据库）。*/
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {/*** 创建用户并更新用户状态，事务确保两操作一致性。* 如果任一操作失败，整个事务回滚。*/@Transactionalpublic void createAndUpdateUser(User user, String newStatus) {// 插入用户save(user);// 更新用户状态（模拟后续操作）user.setStatus(newStatus);updateById(user);// 模拟异常，测试事务回滚if ("error".equals(newStatus)) {throw new RuntimeException("Simulated error to trigger rollback");}}
}
注释解释
  • @Transactional：
    • 标记在方法上，开启事务管理。
    • 默认使用 master 数据源（buysys 数据库），由 Spring DataSource 自动配置。
    • 如果方法抛出未捕获的异常（如 RuntimeException），事务会回滚，save 和 updateById 操作都不会生效。
  • 适用性：适用于您的 UserController 中对 user 表的增删改操作（如 createUser, updateUser）。
  • 注意事项：
    • 确保 spring.datasource 配置正确，指向单一数据源。
    • @Transactional 默认传播行为是 REQUIRED，即如果当前存在事务则加入，否则新建事务。

2.2 单机 + 多数据源：@DSTransactional 注解

描述
  • 适用场景：单机环境中，操作多个数据源（例如 buysys 的 user 表和 mysql_test 的 student 表）。
  • 实现方式：使用 Dynamic Datasource 提供的 @DSTransactional 注解，结合 @DS 注解切换数据源。
  • 特点：
    • 支持在单一方法中操作多个数据源。
    • 提供相对可靠的事务一致性，但不绝对（例如，某个数据源提交失败可能导致不一致）。
    • 外层 @DSTransactional 控制整体事务，内层 @DS 指定数据源。
代码示例

以下是一个示例，展示 UserService 调用 StudentService 和自身方法，分别操作 buysys 和 mysql_test 数据库。

/*** 用户服务实现类，操作多数据源（buysys 和 mysql_test）。*/
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {@Autowiredprivate StudentService studentService;/*** 创建用户（buysys.user）和学生（mysql_test.student），使用 @DSTransactional 管理多数据源事务。* 如果任一操作失败，所有数据源的操作都会回滚。*/@DSTransactionalpublic void createUserAndStudent(User user, Student student) {// 操作主数据源（buysys.user）save(user);// 操作从数据源（mysql_test.student）studentService.createStudent(student);// 模拟异常，测试事务回滚if ("error".equals(user.getUsername())) {throw new RuntimeException("Simulated error to trigger rollback");}}
}/*** 学生服务实现类，操作 mysql_test.student 表。*/
@Service
public class StudentServiceImpl extends ServiceImpl<StudentMapper, Student> implements StudentService {@DS("slave") // 指定从数据源 mysql_testpublic void createStudent(Student student) {save(student);}
}/*** 用户服务实现类，操作多数据源（buysys 和 mysql_test）。*/
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {@Autowiredprivate StudentService studentService;/*** 创建用户（buysys.user）和学生（mysql_test.student），使用 @DSTransactional 管理多数据源事务。* 如果任一操作失败，所有数据源的操作都会回滚。*/@DSTransactionalpublic void createUserAndStudent(User user, Student student) {// 操作主数据源（buysys.user）save(user);// 操作从数据源（mysql_test.student）studentService.createStudent(student);// 模拟异常，测试事务回滚if ("error".equals(user.getUsername())) {throw new RuntimeException("Simulated error to trigger rollback");}}
}/*** 学生服务实现类，操作 mysql_test.student 表。*/
@Service
public class StudentServiceImpl extends ServiceImpl<StudentMapper, Student> implements StudentService {@DS("slave") // 指定从数据源 mysql_testpublic void createStudent(Student student) {save(student);}
}
注释解释
  • @DSTransactional：
    • 标记在 createUserAndStudent 方法上，管理多个数据源的事务。
    • 确保 save(user)（buysys 数据库）和 studentService.createStudent(student)（mysql_test 数据库）在同一事务中。
    • 如果任一操作抛出异常，所有数据源的操作都会回滚。
  • @DS("slave")：
    • 指定 createStudent 方法使用 slave 数据源（mysql_test 数据库）。
    • UserServiceImpl.save 默认使用 master 数据源（buysys）。
  • 事务一致性：
    • 问题①解答：如果 createStudent 失败（例如抛出异常），@DSTransactional 确保 save(user) 和 save(student) 都回滚。
    • 问题②解答：在 createStudent 方法上添加 @DSTransactional 不会影响外层事务，因为 Dynamic Datasource 会将内层事务合并到外层事务中。
  • 注意事项：
    • 如果某个数据源的事务提交失败（例如网络问题），可能导致不一致。需监控日志并考虑补偿机制。
    • 确保 application.yml 中正确配置了 master 和 slave 数据源。

2.3 多机 + 单/多数据源：Seata 分布式事务

描述
  • 适用场景：分布式系统，涉及多台机器、单个或多个数据源（例如微服务架构中不同服务访问 buysys 和 mysql_test）。
  • 实现方式：使用 Seata 分布式事务框架，通过全局事务管理（TC - Transaction Coordinator）协调多个数据源或服务的事务。
  • 特点：
    • 适用于微服务架构，确保跨服务的数据一致性。
    • 支持 AT（自动事务）、TCC、Saga 等事务模式。
    • 配置复杂，需部署 Seata Server。
代码示例

以下是一个简单的 Seata 分布式事务示例，模拟两个服务（UserService 和 StudentService）分别操作 buysys 和 mysql_test。

/*** 全局事务服务，协调分布式事务，涉及 buysys.user 和 mysql_test.student。*/
@Service
public class GlobalTransactionService {@Autowiredprivate UserService userService;@Autowiredprivate StudentService studentService;/*** 使用 Seata 分布式事务协调 user 和 student 表的操作。* 如果任一操作失败，所有操作回滚。** @param user 用户对象，存储到 buysys.user* @param student 学生对象，存储到 mysql_test.student*/@GlobalTransactionalpublic void createUserAndStudent(User user, Student student) {// 操作主数据源（buysys.user）userService.save(user);// 操作从数据源（mysql_test.student）studentService.createStudent(student);// 模拟异常，测试分布式事务回滚if ("error".equals(user.getUsername())) {throw new RuntimeException("Simulated error to trigger rollback");}}
}/*** 用户服务实现类*/
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {public void save(User user) {super.save(user);}
}/*** 学生服务实现类*/
@Service
public class StudentServiceImpl extends ServiceImpl<StudentMapper, Student> implements StudentService {@DS("slave")public void createStudent(Student student) {save(student);}
}
注释解释
  • @GlobalTransactional：
    • Seata 提供的注解，标记全局事务。
    • 由 Seata 的 Transaction Coordinator（TC）协调，记录每个分支事务（userService.save 和 studentService.createStudent）。
    • 如果任一分支事务失败，Seata 会触发全局回滚。
  • @DS("slave")：
    • 仍使用 Dynamic Datasource 切换到 mysql_test 数据源。
    • Seata 与 Dynamic Datasource 兼容，支持多数据源的分布式事务。
  • 事务一致性：
    • Seata 的 AT 模式通过记录 SQL 操作的快照（undo log），在异常时自动回滚。
    • 相比 @DSTransactional，Seata 提供更强的一致性，适合分布式环境。
  • 注意事项：
    • 需要部署 Seata Server（TC），并配置 Seata 客户端。
    • 每个服务需添加 Seata 依赖并配置事务组。

3.缓存机制

<!-- Redisson for Redis --><dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId><version>${redisson.version}</version></dependency>
/*** Redis 配置类，用于自定义 RedisTemplate 的序列化方式。* 通过此配置，RedisTemplate 支持字符串键和 JSON 格式的值，并兼容 Java 8 时间类型。*/
@Configuration
@AutoConfigureBefore(org.redisson.spring.starter.RedissonAutoConfiguration.class)
public class RedisConfig {/*** 定义 RedisTemplate Bean，用于与 Redis 交互。* 配置键使用字符串序列化，值使用 JSON 序列化，支持复杂对象存储。** @param factory RedisConnectionFactory，由 Spring Boot 自动注入，用于创建 Redis 连接* @return 自定义配置的 RedisTemplate 实例*/@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {// 创建 RedisTemplate 实例，指定键为 String 类型，值为 Object 类型（支持任意对象）RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();// 设置 Redis 连接工厂，用于建立与 Redis 服务器的连接template.setConnectionFactory(factory);// 设置键的序列化器为 StringRedisSerializer，确保键以 UTF-8 字符串存储，便于调试template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());// 设置哈希键的序列化器为 StringRedisSerializer，用于 Redis 哈希数据结构的键template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());// 设置值的序列化器为自定义 JSON 序列化器，支持复杂对象序列化为 JSONtemplate.setValueSerializer(buildRedisSerializer());// 设置哈希值的序列化器为自定义 JSON 序列化器，用于哈希数据结构的值template.setHashValueSerializer(buildRedisSerializer());// 返回配置好的 RedisTemplate 实例，注册为 Spring Beanreturn template;}/*** 创建自定义 JSON 序列化器，基于 Jackson2JsonRedisSerializer。* 配置 ObjectMapper 以支持 Java 8 时间类型（如 LocalDateTime）的序列化和反序列化。** @return 配置好的 RedisSerializer 实例*/private RedisSerializer<?> buildRedisSerializer() {// 创建 Jackson2JsonRedisSerializer，用于将 Java 对象序列化为 JSON 字符串RedisSerializer<Object> json = RedisSerializer.json();// 通过反射获取 Jackson2JsonRedisSerializer 内部的 ObjectMapper// 注意：反射访问私有字段不是最佳实践，建议直接构造 ObjectMapper（见改进建议）ObjectMapper objectMapper = (ObjectMapper) ReflectUtil.getFieldValue(json, "mapper");// 注册 JavaTimeModule，支持 Java 8 时间类型（如 LocalDate, LocalDateTime）的序列化objectMapper.registerModules(new JavaTimeModule());// 返回配置好的 JSON 序列化器return json;}
}

3.1编程式缓存

/*** 自定义分页查询用户订单（字段内嵌），使用编程式缓存。* 缓存键为 "userOrders:{status}:{username}:{page}:{size}"，有效期 1 小时。*/@Override@Cacheable(value = "userOrders", key = "#status + ':' + #username + ':' + #page + ':' + #size", unless = "#result == null")public IPage<UserOrderDetail2DO> getUserOrderPage2(int page, int size, Integer status, String username) {String cacheKey = "userOrders:" + generateCacheKey(status, username, page, size);logger.debug("尝试从 Redis 获取缓存: {}", cacheKey);IPage<UserOrderDetail2DO> cachedResult = (IPage<UserOrderDetail2DO>) redisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);if (cachedResult != null) {logger.debug("缓存命中: {}", cacheKey);return cachedResult;}logger.debug("缓存未命中，查询数据库: {}", cacheKey);Page<UserOrderDetail2DO> userOrderPage = new Page<>(page, size);IPage<UserOrderDetail2DO> result = userMapper.selectList2ByStatusAndUsername(userOrderPage, status, username);redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey, result, 1, TimeUnit.HOURS);logger.debug("已缓存结果: {}", cacheKey);return result;}
/*** 生成用户订单缓存键。*/private String generateCacheKey(Integer status, String username, int page, int size) {return status + ":" + (username != null ? username : "") + ":" + page + ":" + size;}
    /*** 清除用户订单缓存（编程式）。*/@Overridepublic void clearUserOrderCache(Integer status, String username) {String pattern = "user:" + (status != null ? status : "*") + ":" + (username != null ? username : "*") + ":*:*";String pattern2 = "user*:*";Set<String> keys = redisTemplate.keys(pattern2);if (keys != null && !keys.isEmpty()) {redisTemplate.delete(keys);System.out.println("清除缓存: "+keys.toString());}}
    /*** 编程式缓存：保存用户，成功后清除相关用户分页缓存。*/@Override
//    @CacheEvict(value = "users", key = "'page:' + #entity.username + ':*:*'")public boolean save(User entity) {boolean result = super.save(entity);if (result) {System.out.println("用户创建成功，清除相关缓存: username="+ entity.getUsername());clearUserOrderCache(null, entity.getUsername());}return result;}

3.2声明式缓存

缓存配置类：

/*** 缓存配置类* 功能：配置 Redis 缓存管理器，解决 Java 8 日期类型序列化问题，统一缓存过期时间和序列化规则*/
@Configuration
@EnableCaching // 启用 Spring 缓存注解（@Cacheable/@CacheEvict 等）
public class CacheConfig {/*** 配置 Redis 缓存管理器* @param connectionFactory Redis 连接工厂（由 Spring Boot 自动注入）* @return RedisCacheManager 缓存管理器实例*/@Beanpublic RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory) {// ------------------- 1. 配置 Jackson 序列化器（解决 Java 8 日期类型问题） -------------------// 创建 Jackson ObjectMapper（负责 Java 对象与 JSON 的转换）ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();// 注册 JavaTimeModule 模块，用于支持 Java 8 日期类型（如 LocalDateTime/LocalDate）// 解决异常：com.fasterxml.jackson.databind.exc.InvalidDefinitionException 类型不支持objectMapper.registerModule(new JavaTimeModule());// 可选：自定义 JSON 格式（如日期格式为 yyyy-MM-dd HH:mm:ss）// objectMapper.setDateFormat(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));// ------------------- 2. 配置 Redis 缓存序列化规则 -------------------RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()// --------------- 缓存基本属性 ---------------.entryTtl(Duration.ofMinutes(1)) // 设置默认缓存过期时间：1 分钟.disableCachingNullValues() // 禁止缓存 null 值（避免 Redis 中存储无效键）// --------------- 键序列化规则 ---------------// 使用 StringRedisSerializer（字符串序列化器）// 优点：可读性好，便于 Redis 命令行直接查看.serializeKeysWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new StringRedisSerializer()))// --------------- 值序列化规则 ---------------// 使用 GenericJackson2JsonRedisSerializer（JSON 序列化器）// 传入自定义的 ObjectMapper，支持 Java 8 日期类型.serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer(objectMapper)));// ------------------- 3. 构建 Redis 缓存管理器 -------------------return RedisCacheManager.builder(connectionFactory) // 基于 Redis 连接工厂构建.cacheDefaults(config) // 应用上述默认配置.build(); // 创建缓存管理器实例}
}
    /*** 自定义 XML 分页查询用户，支持声明式缓存。* 缓存键为 "users:page:{username}:{page}:{size}"，缓存有效期由 spring.redis.time-to-live 控制（1 分钟）。** @param page 当前页码* @param size 每页大小* @param username 用户名（模糊查询，可为空）* @return 分页用户数据*/@Override@Cacheable(value = "users", key = "'page:' + #username + ':' + #page + ':' + #size", unless = "#result == null")public IPage<User> getUserPage(int page, int size, String username) {logger.debug("查询用户分页数据: page={}, size={}, username={}", page, size, username);Page<User> userPage = new Page<>(page, size);return userMapper.selectPageCustom(userPage, username);}/*** 更新用户，成功后清除相关用户分页缓存。*/@Override@CacheEvict(value = "users",allEntries = true)public boolean updateById(User entity) {boolean result = super.updateById(entity);if (result) {System.out.println("用户更新成功，清除相关缓存: username="+entity.getUsername());
//            clearUserOrderCache(null, entity.getUsername());}return result;}
更新用户既清理用户下所有缓存

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