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Mybatis-Plus集成Sharding-JDBC與Flyway實現(xiàn)多租戶分庫分表實戰(zhàn)

 更新時間：2023年11月21日 10:17:13   作者：逆流的小魚168  
這篇文章主要為大家介紹了Mybatis-Plus集成Sharding-JDBC與Flyway實現(xiàn)多租戶分庫分表實戰(zhàn),有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進步,早日升職加薪

背景

公司產(chǎn)品部收到了一些重要客戶的需求，他們希望能夠依賴獨立的數(shù)據(jù)庫存儲來支持他們的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。與此同時，仍有許多中小客戶，可以繼續(xù)使用公共庫以滿足其需求。技術(shù)實現(xiàn)方面，此前持久層框架使用的Mybatis-plus，部分業(yè)務(wù)場景使用到了Sharding-JDBC用于分表，另外，我們的數(shù)據(jù)庫版本控制工具使用的是Flyway。

方案說明

這里將方案進行簡要說明，配置統(tǒng)一通過Nacos管理(有需要的可以自行定義租戶配置頁面)。

1.首先多數(shù)據(jù)源管理使用Mybatis-Plus官方推薦的dynamic-datasource-spring-boot-starter組件，需要注意的是構(gòu)建動態(tài)多數(shù)據(jù)源時，我們要把Sharding-JDBC數(shù)據(jù)源也納入管理。因為我們的庫里面畢竟只有部分表用到了Sharding-JDBC，這樣可以復(fù)用數(shù)據(jù)源。

2.其次，租戶與數(shù)據(jù)源之間在Nacos建立關(guān)系配置，確保根據(jù)租戶ID能夠路由到唯一的租戶數(shù)據(jù)源。我們需要自定義Sharding分片策略和多數(shù)據(jù)源切換邏輯，根據(jù)http請求傳入的租戶ID，設(shè)置正確的數(shù)據(jù)源。

3.動態(tài)數(shù)據(jù)源與Sharding數(shù)據(jù)源配置做為公共配置在Nacos維護，在業(yè)務(wù)服務(wù)啟動時，讀取公共配置初始化多數(shù)據(jù)源，并添加對公共多數(shù)據(jù)源配置的監(jiān)聽。當(dāng)配置變更時，重新構(gòu)造Sharding數(shù)據(jù)源，并并更新動態(tài)多數(shù)據(jù)源。另外數(shù)據(jù)庫腳本通過自定義flyway配置執(zhí)行。

技術(shù)實現(xiàn)

前提

需要在Nacos提前維護租戶與數(shù)據(jù)源關(guān)系配置。

不使用Sharding-JDBC場景

1.引入相關(guān)組件依賴。

<dependency>
          <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>
          <artifactId>nacos-client</artifactId>
          <version>2.1.0</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>org.flywaydb</groupId>
          <artifactId>flyway-core</artifactId>
          <version>7.15.0</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>com.baomidou</groupId>
          <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
          <version>3.4.1</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>com.baomidou</groupId>
          <artifactId>dynamic-datasource-spring-boot-starter</artifactId>
          <version>3.4.1</version>
      </dependency>
      <dependency>
          <groupId>com.alibaba</groupId>
          <artifactId>druid</artifactId>
          <version>1.2.6</version>
      </dependency>

2.關(guān)閉Flyway自動配置和配置多數(shù)據(jù)源。

spring:
flyway:
  #關(guān)閉flyway自動配置，自定義實現(xiàn)
  enabled: false
datasource:
  dynamic:
    #默認數(shù)據(jù)源
    primary: ds0
    datasource:
      ds0:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driverClassName: org.postgresql.Driver
        url: jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/ds0
        username: ds0
        password: ds0123
      ds1:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driverClassName: org.postgresql.Driver
        url: jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/ds1
        username: ds1
        password: ds1123

3.自定義實現(xiàn)Flyway配置類，對應(yīng)的flyway腳本目錄結(jié)構(gòu)見下圖，主庫和租戶庫SQL腳本獨立維護。

Java
@Slf4j
@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class FlywayConfig {
  @Value("${spring.application.name}")
  private String appName;
  @Autowired
  private DataSource dataSource;
  @Bean
  public void migrate() {
      log.info("flyway開始逐數(shù)據(jù)源執(zhí)行腳本");
      DynamicRoutingDataSource ds = (DynamicRoutingDataSource) dataSource;
      Map<String, DataSource> dataSources = ds.getDataSources();
      dataSources.forEach((k, v) -> {
          if (!"sharding".equals(k)) {
                          // Flyway相關(guān)參數(shù)建議通過配置管理，以下代碼僅供參考
              Flyway flyway = Flyway.configure()
                      .dataSource(v)
                      .table("t_" + k + "_" + appName + "_version")
                      .baselineOnMigrate(true)
                      .outOfOrder(true)
                      .baselineVersion("1.0.0")
                      .baselineDescription(k + "初始化")
                      .locations(CommonConstant.SQL_BASE_LOCATION + (CommonConstant.DEFAULT_DS_NAME.equals(k) ? CommonConstant.MASTER_DB : CommonConstant.TENANT_DB))
                      .load();
              flyway.migrate();
              log.info("flyway在 {} 數(shù)據(jù)源執(zhí)行腳本成功", k);
          }
      });
  }
}

4.自定義實現(xiàn)數(shù)據(jù)源切換Filter類。

@Slf4j
@Component
@WebFilter(filterName = "dynamicDatasourceFilter", urlPatterns = {"/*"})
public class DynamicDatasourceFilter implements Filter {
  // 構(gòu)建演示用租戶與數(shù)據(jù)源關(guān)系配置
      private static Map<String, String> tenantDsMap = new HashMap<>();
  static {
      tenantDsMap.put("tenant123", "ds0");
      tenantDsMap.put("tenant456", "ds0");
              tenantDsMap.put("tenant789", "ds1");
  }
  @Override
  public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
      HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
      // 從請求頭獲取租戶ID
      String tenantId = httpRequest.getHeader(CommonConstant.TENANT_HEADER);
      try {
          // 設(shè)置數(shù)據(jù)源
          if (tenantDsMap.get(tenantId) == null) {
              // 如果根據(jù)租戶ID未找到租戶數(shù)據(jù)源配置，默認走主庫
              DynamicDataSourceContextHolder.push(CommonConstant.DEFAULT_DS_NAME);
          } else {
              //注意，如果是分片表，那么需要在分片表Service類或方法上加@DS("sharding")注解，最終由sharding的庫分片策略決定SQL在哪個庫執(zhí)行。而這里的設(shè)置將會被@DS注解配置覆蓋
              DynamicDataSourceContextHolder.push(tenantDsMap.get(tenantId));
          }
          // 執(zhí)行
          chain.doFilter(request, response);
      } catch (Exception e) {
          log.error("切換數(shù)據(jù)源失敗，tenantId={}，請求接口uri={}，異常原因：{}", tenantId, httpRequest.getRequestURI(), ExceptionUtils.getStackTrace(e));
      } finally {
          // 清空當(dāng)前線程數(shù)據(jù)源
          DynamicDataSourceContextHolder.poll();
      }
  }

使用Sharding-JDBC

如果微服務(wù)還需要使用Sharding分片，那么還需要引入sharding-jdbc組件依賴，并配置sharding數(shù)據(jù)源和分片規(guī)則。如果是多個服務(wù)共用數(shù)據(jù)庫，那么建議將Sharding數(shù)據(jù)源配置做為公共配置在Nacos管理，而Sharding分片規(guī)則則做為服務(wù)個性化配置單獨維護(分片規(guī)則基本不需要動態(tài)變更)，這樣當(dāng)有新租戶需要申請開通獨立租戶庫的時候，直接變更Sharding數(shù)據(jù)源公共配置，服務(wù)在監(jiān)聽到公共配置變更后，即可重新構(gòu)建新的Sharding數(shù)據(jù)源實例和動態(tài)數(shù)據(jù)源更新，無需重啟服務(wù)。

1.引入sharding-jdbc組件依賴。

<dependency>
          <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
          <artifactId>sharding-jdbc-core</artifactId>
          <version>4.1.1</version>
      </dependency>

2.配置Sharding數(shù)據(jù)源和分片規(guī)則。

# sharding數(shù)據(jù)源配置
dataSources:
ds0: !!com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
  driverClassName: org.postgresql.Driver
  url: jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/ds0
  username: ds0
  password: ds0123
ds1: !!com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
  driverClassName: org.postgresql.Driver
  url: jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/ds1
  username: ds1
  password: ds1123
ds2: !!com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
  driverClassName: org.postgresql.Driver
  url: jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/ds2
  username: ds2
  password: ds2123
# sharding分片規(guī)則配置
shardingRule:
tables:
  t_order:
    actualDataNodes: ds$->{0..2}.t_order$->{0..1}
    tableStrategy:
      inline:
        shardingColumn: order_no
        algorithmExpression: t_order$->{order_no.toBigInteger() % 2}
defaultDataSourceName: ds0
# 默認庫分片策略
defaultDatabaseStrategy:
  standard:
    shardingColumn: tenant_id
          # 自定義精確分片策略
    preciseAlgorithmClassName: cn.xtstu.demo.config.CustomDataSourcePreciseShardingAlgorithm
  #hint:
          # 
  #  algorithmClassName: cn.xtstu.demo.config.CustomHintShardingAlgorithm
defaultTableStrategy:
  none:
props:
sql.show: true

3.自定義精確分片策略。

public class CustomDataSourcePreciseShardingAlgorithm implements PreciseShardingAlgorithm<String> {

  // 構(gòu)建演示用租戶與數(shù)據(jù)源關(guān)系配置
      private static Map<String, String> tenantDsMap = new HashMap<>();
  static {
      tenantDsMap.put("tenant123", "ds0");
      tenantDsMap.put("tenant456", "ds0");
              tenantDsMap.put("tenant789", "ds1");
  }
      
  @Override
  public String doSharding(Collection<String> dataSourceNames, PreciseShardingValue<String> shardingValue) {
          // 庫分片策略配置的分片鍵是字段tenant_id，根據(jù)分片鍵查詢配置的數(shù)據(jù)源
          String dsName = tenantDsMap.get(shardingValue.getValue());
      // 如果如前文所屬，Sharding子數(shù)據(jù)源key與dynamic數(shù)據(jù)源key保持一致的話，這里直接返回就行了
              return dsName;
      // TODO 需要處理未匹配到數(shù)據(jù)源的情況
  }
}

4.自定義Hint分片策略(可選)，適用于分片鍵與SQL無關(guān)的場景。

public class CustomHintShardingAlgorithm implements HintShardingAlgorithm<Integer> {
  // 構(gòu)建演示用租戶與數(shù)據(jù)源關(guān)系配置
      private static Map<String, String> tenantDsMap = new HashMap<>();
  static {
      tenantDsMap.put("tenant123", "ds0");
      tenantDsMap.put("tenant456", "ds0");
              tenantDsMap.put("tenant789", "ds1");
  }
  @Override
  public Collection<String> doSharding(Collection<String> collection, HintShardingValue<Integer> hintShardingValue) {
      Collection<String> result = new ArrayList<>();
      // 從請求頭取到當(dāng)前租戶ID
              HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
      result.add(tenantDsMap.get(request.getHeader("tenantId")));
              // TODO  需要處理未匹配到數(shù)據(jù)源的情況
      return result;
  }
}

5.自定義動態(tài)數(shù)據(jù)源配置(核心就是將sharding數(shù)據(jù)源及其子數(shù)據(jù)源添加到動態(tài)數(shù)據(jù)源一起管理)。

@Slf4j
@Configuration
public class CustomDynamicDataSourceConfig {
  @Value("${spring.cloud.nacos.config.extension-configs[0].data-id}")
  private String dataId;
  @Value("${spring.cloud.nacos.config.group:DEFAULT_GROUP}")
  private String group;
  @Resource
  private DynamicDataSourceProperties properties;
  @Resource
  private NacosHelper nacosHelper;

  /**
   * 啟動時通過查詢Nacos上sharding數(shù)據(jù)源及分片規(guī)則yaml配置初始化sharding-jdbc數(shù)據(jù)源
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public ShardingDataSource shardingDataSource() {
      ConfigService configService = nacosHelper.getConfigService();
      if (configService == null) {
          log.error("連接nacos失敗");
      }
      String configInfo = null;
      try {
          configInfo = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
      } catch (NacosException e) {
          log.error("獲取{}配置失敗，異常原因：{}", dataId, ExceptionUtils.getStackTrace(e));
      }
      if (StringUtils.isBlank(configInfo)) {
          log.error("{}配置為空，啟動失敗", dataId);
          throw new NullPointerException(dataId + "配置為空");
      }
      try {
          // 通過工廠類和yaml配置創(chuàng)建Sharding數(shù)據(jù)源
          return (ShardingDataSource) YamlShardingDataSourceFactory.createDataSource(configInfo.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
      } catch (Exception e) {
          log.error("創(chuàng)建sharding-jdbc數(shù)據(jù)源異常：{}", ExceptionUtils.getStackTrace(e));
          throw new NullPointerException("sharding-jdbc數(shù)據(jù)源為空");
      }
  }

  /**
   * 將動態(tài)數(shù)據(jù)源設(shè)置為首選的
   * 當(dāng)spring存在多個數(shù)據(jù)源時, 自動注入的是首選的對象
   * 設(shè)置為主要的數(shù)據(jù)源之后，就可以支持shardingJdbc原生的配置方式了
   */
  @Primary
  @Bean
  public DataSource dataSource() {
      DynamicRoutingDataSource dataSource = new DynamicRoutingDataSource();
      dataSource.setPrimary(properties.getPrimary());
      dataSource.setStrict(properties.getStrict());
      dataSource.setStrategy(properties.getStrategy());
      dataSource.setP6spy(properties.getP6spy());
      dataSource.setSeata(properties.getSeata());
      return dataSource;
  }

  /**
   * 初始化動態(tài)數(shù)據(jù)源
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public DynamicDataSourceProvider dynamicDataSourceProvider(ShardingDataSource shardingDataSource) {
      return new AbstractDataSourceProvider() {
          @Override
          public Map&lt;String, DataSource&gt; loadDataSources() {
              Map&lt;String, DataSource&gt; dataSourceMap = new HashMap&lt;&gt;();
              // 將sharding數(shù)據(jù)源整體添加到動態(tài)數(shù)據(jù)源里
              dataSourceMap.put(CommonConstant.SHARDING_DS_NAME, shardingDataSource);
              // 同時把sharding內(nèi)部管理的子數(shù)據(jù)源也添加到動態(tài)數(shù)據(jù)源里
              Map&lt;String, DataSource&gt; shardingInnerDataSources = shardingDataSource.getDataSourceMap();
              dataSourceMap.putAll(shardingInnerDataSources);
              return dataSourceMap;
          }
      };
  }
}

6.最后給出一份通過監(jiān)聽Nacos配置變更動態(tài)更新數(shù)據(jù)源的示例代碼。注意：這份示例代碼中只給出了Sharding配置變更時的處理邏輯，如果是dynamic數(shù)據(jù)源配置的話，有需要的可以參考著自行實現(xiàn)。

@Slf4j
@Configuration
public class NacosShardingConfigListener {
  @Value("${spring.cloud.nacos.config.extension-configs[0].data-id}")
  private String dataId;
  @Value("${spring.cloud.nacos.config.group:DEFAULT_GROUP}")
  private String group;
  @Value("${spring.application.name}")
  private String appName;
  @Autowired
  private DataSource dataSource;
  @Autowired
  private NacosHelper nacosHelper;
  @PostConstruct
  public void shardingConfigListener() throws Exception {
      ConfigService configService = nacosHelper.getConfigService();
      if (configService == null) {
          return;
      }
      configService.addListener(dataId, group, new Listener() {
          @Override
          public Executor getExecutor() {
              return null;
          }
          @Override
          public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
              log.info("configInfo:\n{}", configInfo);
              if (StringUtils.isBlank(configInfo)) {
                  log.warn("sharding-jdbc配置為空，不會刷新數(shù)據(jù)源");
                  return;
              }
              try {
                  if (StringUtils.isNotBlank(configInfo)) {
                      // 通過yaml配置創(chuàng)建sharding數(shù)據(jù)源(注意：如果分片規(guī)則是獨立配置文件，那么需要提前合并數(shù)據(jù)源和分片規(guī)則配置)
                      ShardingDataSource shardingDataSource = (ShardingDataSource) YamlShardingDataSourceFactory.createDataSource(configInfo.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                      Map<String, DataSource> shardingInnerDataSources = shardingDataSource.getDataSourceMap();
                      DynamicRoutingDataSource ds = (DynamicRoutingDataSource) dataSource;
                      // 遍歷sharding子數(shù)據(jù)源
                      for (String poolName : shardingInnerDataSources.keySet()) {
                          // TODO 這里還有個細節(jié)，如果yaml配置刪減了數(shù)據(jù)源，對應(yīng)數(shù)據(jù)源應(yīng)該要從ds中remove掉，且主數(shù)據(jù)源不能被remove。另外其實只有新增的數(shù)據(jù)源才需要執(zhí)行flyway腳本
                          // 將sharding子數(shù)據(jù)源逐個添加到動態(tài)數(shù)據(jù)源
                          ds.addDataSource(poolName, shardingInnerDataSources.get(poolName));
                          // 通過代碼完成數(shù)據(jù)源Flyway配置，并執(zhí)行遷移操作
                                                      Flyway flyway = Flyway.configure()
                                  .dataSource(dataSource)
                                  .table("t_" + poolName + "_" + appName + "_version")
                                  .baselineOnMigrate(true)
                                  .outOfOrder(true)
                                  .baselineVersion("1.0.0")
                                  .baselineDescription(poolName + "初始化")
                                  .locations(CommonConstant.SQL_BASE_LOCATION + CommonConstant.TENANT_DB)
                                  .load();
                          flyway.migrate();
                      }
                      // 將sharding數(shù)據(jù)源自身也添加到動態(tài)數(shù)據(jù)源
                      ds.addDataSource(CommonConstant.SHARDING_DS_NAME, shardingDataSource);
                      log.info("動態(tài)數(shù)據(jù)源刷新完成，現(xiàn)有數(shù)據(jù)源：{}", JSONUtil.toJsonStr(ds.getDataSources().keySet()));
                  }
              } catch (Exception e) {
                  log.error("創(chuàng)建sharding-jdbc數(shù)據(jù)源異常：{}", ExceptionUtils.getStackTrace(e));
              }
          }
      });
  }
}

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