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744057173 2017-08-28 15:09:16
java分布式架构搭建

一、前言

用Java开发企业应用软件, 经常会采用Spring+MyBatis+Mysql搭建数据库框架。如果数据量很大，一个MYSQL库存储数据访问效率很低，往往会采用分库存储管理的方式。本文讲述如何通过Spring+Mybatis构建多数据库访问的架构，并采用多线程提升数据库的访问效率。

二、整体方案

 

java分布式架构搭建

 

三、开发环境准备

3.1 下载Spring、Mybatis、Mysql组件。

3.2 Eclipse：Java开发IDE。引入如下jar包：

 

java分布式架构搭建

 

代码结构如下：

 

java分布式架构搭建

 

四、构建数据库集群

在MYSQL中创建11个数据库(test1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11)创建一个简单的表: 

java分布式架构搭建

 

在test1的tbl_Demo表中插入5千万条数据，其它10个数据库的tbl_Demo表中分别插入5百万条数据(用函数)。

在test1的tbl_Demo表中插入5千万条数据，其它10个数据库的tbl_Demo表中分别插入5百万条数据(用函数)。

五、创建Mybatis数据库映射接口

/**
 * Mybatis 映射接口
 * 
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public interface IDemo 
{   
    public void insertDemo(DemoDAO demo);
    public List<Integer> selectGroup();
}

/**
 * 
 * Mybatis 映射服务接口
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public interface IDemoService
{   
    public void insertDemo(DemoDAO demo);
    public List<Integer> selectGroup();
}

/**
 * 
 * Mybatis 映射服务实现
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DemoServiceImpl implements IDemoService
{
    private IDemo idemo = null;

    public void setIdemo(IDemo idemo) {
        this.idemo = idemo;
    }

    @Override
    public void insertDemo(DemoDAO demo)
    {
        idemo.insertDemo(demo);
    }

    @Override
    public List<Integer> selectGroup()
    {   
        return idemo.selectGroup();
    }
}

六、创建数据库标识管理和动态数据源

/**
 * 
 * 保存数据库标识。每个线程由独立的对象存储
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DBIndetifier
{   
    private static ThreadLocal<String> dbKey = new ThreadLocal<String>();

    public static void setDBKey(final String dbKeyPara)
    {   
        dbKey.set(dbKeyPara);
    }

    public static String getDBKey()
    {
        return dbKey.get();
    }
}

/**
 * 
 * 动态数据源。可根据不同的数据索引连接不同的数据库
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource
{
    @Override
    public Object determineCurrentLookupKey()
    {
        return DBIndetifier.getDBKey();
    }
}

七、创建数据库访问对象

/**
 * 
 * 数据库访问对象。用于插入数据。
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DemoDAO
{
    private int a;
    private String b;
    private int c;

    public int getA()
    {
        return a;
    }
    public void setA(int a)
    {
        this.a = a;
    }
    public String getB()
    {
        return b;
    }
    public void setB(String b)
    {
        this.b = b;
    }
    public int getC()
    {
        return c;
    }
    public void setC(int c)
    {
        this.c = c;
    }
}

/**
 * 
 * 映射结果定义
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DemoResult implements Serializable
{
    /**
     * Comment for <code>serialVersionUID</code><br>
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = -413001138792531448L;
    private long sum;

    public long getSum()
    {
        return sum;
    }

    public void setSum(long sum)
    {
        this.sum = sum;
    }

    @Override
    public String toString()
    {
        return String.valueOf(sum);
    }
}

八、创建数据库访问任务

/**
 * 数据库访问任务定义。将每一个对数据库访问的请求包装为一个任务对象，放到任务管理中，
 * 然后等待任务执行完成，取出执行结果。
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DBTask implements Runnable
{   
    // 操作数据库标识，用于指定访问的数据库。与spring配置文件中的数据动态数据源定义一致。
    private final String dbKey;

    // mybatis数据库访问对象
    private final Object dbAccessObject;

    // mysbatis数据库访问方法名称，用于反射调用
    private final String methodName;

    // 存储可变参数的值
    private final Object[] paraArray;

    // 存储可变参数类型
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    private final Class[] paraClassArray;

    // 数据库操作结果。查询操作返回查询结果; 插入、删除、修改操作返回null。
    private Object operateResult;

    // 操作数据库抛出的异常信息
    private Exception exception;

    // 标识任务是否已经执行
    private boolean finish;

    /**
     * 构造函数
     * @param dbKey 数据库标识
     * @param dbAccessObject 数据库访问对象
     * @param methodName 数据库访问方法名称
     * @param paraArray 参数列表
     */
    public DBTask(final String dbKey, final Object dbAccessObject, final String methodName, 
                  final Object... paraArray)
    {
        this.dbKey = dbKey;
        this.dbAccessObject = dbAccessObject;
        this.methodName = methodName;
        this.paraArray = paraArray;
        finish = false;
        exception = null;

        paraClassArray = new Class[paraArray.length];
        for (int index = 0; index < paraArray.length; ++index)
        {
            paraClassArray[index] = paraArray[index].getClass();
        }

        operateResult = null;
    }

    /**
     * 
     * 任务执行函数
     *
     */
    @Override
    public void run()
    {
        try
        {   
            DBIndetifier.setDBKey(dbKey);
            Method method = dbAccessObject.getClass().getMethod(methodName, paraClassArray);

            // 查询操作返回查询结果; 插入、删除、修改操作返回null
            operateResult = method.invoke(dbAccessObject, paraArray);
        }
        catch (Exception e)
        {
            exception = e;
            e.printStackTrace();
        }

        finish = true;
    }

    /**
     * 
     * 返回操作结果。查询操作返回查询结果; 插入、删除、修改操作返回null
     *
     * @return 操作结果
     */
    public Object getRetValue()
    {
        return operateResult;
    }

    /**
     * 抛出数据库操作异常
     * 
     * @return 异常
     */
    public Exception getException()
    {
        return exception;
    }

    /**
     * 
     * 返回任务是否已执行
     *
     * @return 标记
     */
    public boolean isFinish()
    {
        return finish;
    }
}

九、创建数据库任务管理器

/**
 * 数据库访问任务管理。将数据库访问任务放到线程池中执行。
 * 
 *
 * @author elon
 * @version 1.0, 2015年10月23日
 */
public class DBTaskMgr
{
    private static class DBTaskMgrInstance
    {
        public static final DBTaskMgr instance = new DBTaskMgr();
    }

    public static DBTaskMgr instance()
    {
        return DBTaskMgrInstance.instance;
    }

    private ThreadPoolExecutor pool;

    public DBTaskMgr()
    {
        pool = new ThreadPoolExecutor(10, 50, 60, TimeUnit.SECONDS,                                            
                                      new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10000),
                                      new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
    }

    public void excute(Runnable task)
    {
        pool.execute(task);
    }
}

十、创建MyBatis配置文件

10.1 mybatis.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
    <mappers>
        <mapper resource="cfg/demoMapper.xml"/>
    </mappers>
</configuration>

10.2 demoMapper.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>  
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd"> 
<mapper namespace="com.elon.IDemo">    
    <insert id="insertDemo" parameterType="com.elon.DemoDAO">
        insert into tbl_demo(a, b, c) values(#{a}, #{b}, #{c});
    </insert>

    <resultMap id="demoResult" type="com.elon.DemoResult">
        <id property="sum" column="sumColum"/>
    </resultMap>

    <select id="selectGroup" resultMap="demoResult">
        select sum(a) as sumColum from tbl_demo group by c;
    </select>
</mapper>

十一、创建Spring配置文件

11.1 spring.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">

    <bean id="dataSource_1" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test1"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_2" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test2"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_3" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test3"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_4" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test4"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_5" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test5"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_6" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.70.69.69:3306/test6"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>


    <bean id="dataSource_7" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.61.67.246:3306/test7"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_8" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.61.67.246:3306/test8"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_9" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.61.67.246:3306/test9"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_10" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.61.67.246:3306/test10"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource_11" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://10.61.67.246:3306/test11"></property>
        <property name="username" value="user123"></property>
        <property name="password" value="user123"></property>
        <property name="maxActive" value="100"></property>
        <property name="maxIdle" value="30"></property>
        <property name="maxWait" value="500"></property>
        <property name="defaultAutoCommit" value="true"></property>
    </bean>

    <bean id="dataSource" class="com.elon.DynamicDataSource">
        <property name="targetDataSources">
            <map>
                <entry key="test1" value-ref="dataSource_1"/>
                <entry key="test2" value-ref="dataSource_2"/>
                <entry key="test3" value-ref="dataSource_3"/>
                <entry key="test4" value-ref="dataSource_4"/>
                <entry key="test5" value-ref="dataSource_5"/>
                <entry key="test6" value-ref="dataSource_6"/>
                <entry key="test7" value-ref="dataSource_7"/>
                <entry key="test8" value-ref="dataSource_8"/>
                <entry key="test9" value-ref="dataSource_9"/>
                <entry key="test10" value-ref="dataSource_10"/>
                <entry key="test11" value-ref="dataSource_11"/>
            </map>
        </property>
    </bean>

    <bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
        <property name="configLocation" value="classpath:cfg/mybatis.xml"></property>
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>

    <bean id="iDemo" class="org.mybatis.spring.mapper.MapperFactoryBean">
        <property name="mapperInterface" value="com.elon.IDemo"></property>
        <property name="sqlSessionFactory" ref="sqlSessionFactory"></property>
    </bean>

    <bean id="iDemoService" class="com.elon.DemoServiceImpl">
        <property name="idemo" ref="iDemo"></property>
    </bean>

</beans>

十二、测试代码

public class TestMain
{
    /**
     * 测试代码
     * 
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args)
    {
        @SuppressWarnings("resource")
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("cfg/spring.xml");
        IDemoService service1 = (IDemoService)context.getBean("iDemoService");

        // 创建任务对象
        DBTask task1 = new DBTask("test1", service1, "selectGroup");
        DBTask task2 = new DBTask("test2", service1, "selectGroup");
        DBTask task3 = new DBTask("test3", service1, "selectGroup");
        DBTask task4 = new DBTask("test4", service1, "selectGroup");
        DBTask task5 = new DBTask("test5", service1, "selectGroup");
        DBTask task6 = new DBTask("test6", service1, "selectGroup");
        DBTask task7 = new DBTask("test7", service1, "selectGroup");
        DBTask task8 = new DBTask("test8", service1, "selectGroup");
        DBTask task9 = new DBTask("test9", service1, "selectGroup");
        DBTask task10 = new DBTask("test10", service1, "selectGroup");
        DBTask task11 = new DBTask("test11", service1, "selectGroup");

        DemoDAO demo = new DemoDAO();
        demo.setA(10000000);
        demo.setB("12121212");
        demo.setC(100);
        DBTask taskInsert = new DBTask("test2", service1, "insertDemo", demo);

        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        System.out.println("开始插入数据:" + format.format(new Date()));
        DBTaskMgr.instance().excute(taskInsert);

        while (true)
        {
            if (!taskInsert.isFinish())
            {
                try
                {
                    Thread.sleep(1000);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            else
            {
                break;
            }
        }

        System.out.println("插入数据结束:" + format.format(new Date()));

        System.out.println("开始查询5千万数据表：" + format.format(new Date()));
        DBTaskMgr.instance().excute(task1);

        while (true)
        {
            if (!task1.isFinish())
            {
                try
                {
                    Thread.sleep(1000);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            else
            {
                break;
            }
        }

        System.out.println(task1.getRetValue());
        System.out.println("查询5千万数据表结束:" + format.format(new Date()));

        List<DBTask> taskList = new ArrayList<DBTask>();
        taskList.add(task2);
        taskList.add(task3);
        taskList.add(task4);
        taskList.add(task5);
        taskList.add(task6);
        taskList.add(task7);
        taskList.add(task8);
        taskList.add(task9);
        taskList.add(task10);
        taskList.add(task11);

        System.out.println("开始查询10个5百万数据表：" + format.format(new Date()));
        for (DBTask task : taskList)
        {
            DBTaskMgr.instance().excute(task);
        }

        while (true)
        {
            int success  = 0;
            for (DBTask task : taskList)
            {
                if (!task.isFinish())
                {   
                    try
                    {
                        Thread.sleep(1000);
                    }
                    catch (InterruptedException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                else
                {
                    ++success;
                }
            }

            if (success == 10)
            {
                break;
            }
        }

        for (DBTask task : taskList)
        {
            System.out.println(task.getRetValue());;
        }

        System.out.println("10个5百万数据表查询结束：" +format.format(new Date()));
    }
}

十三、测试结果

 

java分布式架构搭建

 

直接查询一个5千万条数据的数据库用时：45s。 
多线程同步查询10个5百万数据的数据库用时: 22s。

由于10个数据库放在两台服务器上，一个服务器5个数据库。如果将10个数据分别部署到10个服务器，效率将更高。


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