如何在Spring框架中解决多数据源的问题

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。 

解决办法如下：

(一) 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。 

(二) 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：

public   class  MultiDataSource  implements  DataSource {    
     private  DataSource dataSource =  null ;    
     public  MultiDataSource(DataSource dataSource){    
         this .dataSource = dataSource;    
    }    
     /* (non-Javadoc)   
     * @see javax.sql.DataSource#getConnection()    
     */    
     public  Connection getConnection()  throws  SQLException {    
         return  getDataSource().getConnection();    
    }    
     //其它DataSource接口应当实现的方法     
   
     public  DataSource getDataSource(){    
         return   this .dataSource;    
        }    
    }    
     public   void  setDataSource(DataSource dataSource) {    
         this .dataSource = dataSource;    
    }    
}    

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newMultiDataSource(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？

(三) 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 ： 

public  DataSource getDataSource(String dataSourceName){    
        log.debug( "dataSourceName:" +dataSourceName);    
         try {    
             if (dataSourceName== null ||dataSourceName.equals( "" )){    
                 return   this .dataSource;    
            }    
             return  (DataSource) this .applicationContext.getBean(dataSourceName);    
        } catch (NoSuchBeanDefinitionException ex){    
             throw   new  DaoException( "There is not the dataSource  
        }    
    } 

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 。 

< bean   id = "dataSource1"    
     class = "org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" >    
     < property   name = "driverClassName" >    
         < value > oracle.jdbc.driver.OracleDriver value >    
     property >   
    ......    
bean >    
< bean   id = "dataSource2"    
     class = "org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" >    
     < property   name = "driverClassName" >    
         < value > oracle.jdbc.driver.OracleDriver value >   
     property >      
    ......    
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： 

private  ApplicationContext applicationContext =  null ;    
public   void  setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)  throws  BeansException {    
         this .applicationContext = applicationContext;    
    }  

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

(四) 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： 

 public   class  SpObserver {    
     private   static  ThreadLocal local =  new  ThreadLocal();    
     public   static   void  putSp(String sp) {    
        local.set(sp);    
    }    
     public   static  String getSp() {    
         return  (String)local.get();    
    }    
}   

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() ： 

 public  DataSource getDataSource(){    

         String sp = SpObserver.getSp();    

          return  getDataSource(sp);    

    }   

(五) 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。 

(六) 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

< bean   id = "dynamicLoadBean"   class = "com.htxx.service.dao.DynamicLoadBean" > bean >    

< bean   id = "dataSource"   class = "com.htxx.service.dao.MultiDataSource" >    

          < property   name = "dataSource" >    

              < ref   bean = "dataSource1"   />    

         property >    

     bean >    

      < bean   id = "sessionFactory"   class = "org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean" >    

         < property   name = "dataSource" >    

              < ref   bean = "dataSource"   />    

         property >    

         ......    

      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AbstractApplicationContex改为org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext。