Java DB loadBalance 设计

1 JDBC

简单介绍下JDBC的定义，如下（摘自百度百科）：

JDBC（Java Data Base Connectivity,java数据库连接）是一种用于执行SQL语句的Java API，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用Java语言编写的类和接口组成。JDBC提供了一种基准，据此可以构建更高级的工具和接口，使数据库开发人员能够编写数据库应用程序，同时，JDBC也是个商标名。¹ 平时我们在实际开发中一般都是直接使用连接池来做DB相关操作的，很少会直接使用JDBC进行编程。但是连接池底层连接DB的时候也是使用的JDBC，比如c3p0。²

下面通过代码介绍下通过JDBC操作DB的过程。如下所示：

//1. 注册DriverManager,DriverManager中的静态List registeredDrivers 保存了所有的Driver引用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//2.拼接连接信息，协议/子协议/数据源标识，连接信息String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/csc?user=root&password=xxxx";//3. DriverManager 负责从注册的驱动中挑选合适的连接Connection connection = DriverManager.getConnection(url);//4. 建立陈述式语句 (Statement,PrepareStatement(安全性[防止sql注入]和性能),CallableStatement（存储过程）)//4.1 StatementStatement statement = connection.createStatement();//execute queryResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT  * FROM test ORDER by ID limit 10");//4.2 PrepareStatement，在一个提交中设置了多个陈述式语句。connection.setAutoCommit(false);PreparedStatement preparedStatementInsert = connection.prepareStatement("INSERT  into test(name,sex) VALUES (?,?)");preparedStatementInsert.setString(1, "csophys");preparedStatementInsert.setInt(2, 0);preparedStatementInsert.execute();Statement getLastIdStatement = connection.createStatement();ResultSet set = getLastIdStatement.executeQuery("SELECT LAST_INSERT_ID()");connection.commit();//4.3 statement 的batch的功能以及CallableStatement平时用的不多//5. 处理返回结果ResultSetwhile (resultSet.next()) {    System.out.println(resultSet.getString(2));    System.out.println(resultSet.getString("id"));}while(set.next()){    System.out.println(set.getString(1));    System.out.println(set.getString("LAST_INSERT_ID()"));}

通过上面的代码，比较清楚的能够看到通过JDBC进行DB操作的几个步骤。如下图所示：

其中 建立陈述式语句 Statement时可以有三类，,Statement，PrepareStatement,CallableStatement。CallableStatement一般用于存储过程， 而Statement和PrepareStatement一般用PrepareStatement比较多，PrepareStatement 可以预编译SQL预计，然后通过sql参数传递执行sql语句， 而Statement执行的时候是完整的执行一个sql，不会预编译，所以需要多次执行一个sql的时候。PrepareStatement比Statement的效果要好，而且PrepareStatement还可以预防SQL注入。³

2 DATASOURCE

Datasource 的功能和DriverManager 比较类似，都是向外输出Connection，只是DataSource一般不直接和DB交互，而是会从连接池中获取DB连接

不要混淆DataSource，DriverManager还有连接池的概念。我的理解是，DriverManager封装了各个DB厂商数据库驱动的差异，能直接和DB操作并且向
外提供数据库连接。而连接池保存了多个DB连接，减少新建DB连接所需要的时间开销。Datasource是更高层次的封装，向外提供Connection，底层一般会
使用连接池技术。

比如采用Spring和Mybatis进行集成开发的时候，会需要配置一个DataSource。一般从采用比较有名的c3p0等。如下：

<!--c3p0数据源--><bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource" destroy-method="close">    <property name="driverClass" value="com.mysql.jdbc.Driver" />    <property name="jdbcUrl" value="jdbc:mysql://localhost:3306/csc" />    <property name="user" value="root" />    <property name="password" value="xxxx" /></bean>

为了强化记忆，我们可以自己来实现一个简单的DataSource，来给Mybatis使用。如下：

<!--MyDatasource--><bean id="myDataSource" class="base.jdbc.MyDataSource">    <property name="driverClass" value="com.mysql.jdbc.Driver" />    <property name="jdbcUrl" value="jdbc:mysql://localhost:3306/csc" />    <property name="user" value="root" />    <property name="password" value="xxxx" /></bean>

MyDataSource中来接收DB的连接信息，并且直接通过DriverManager来获取DB连接。MyDataSource只要集成javax.sql.DataSource，
并且实现里面的getConnection方法就可以了。如下所示：

public class MyDataSource implements DataSource {    private String driverClass;    private String jdbcUrl;    private String user;    private String password;    public Connection getConnection() throws SQLException {        try {            Class.forName(driverClass);        } catch (ClassNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        }        return DriverManager.getConnection(jdbcUrl+"?user="+user+"&password="+password);    }....

然后用自己的DataSource替换c3p0后用单元测试可以正常工作。

3 读写分离及分库分表设计

首先读写分离肯定会有多个数据源，所以需要先获取到主从库的配置信息比如，w，r1，r2.w为主库，r1,r2为从库，并且建立了3个数据源wds,rds1,rds2。 为了方便DBA修改，主从库的配置信息可以配置在远程，然后程序动态获取。

接下来可以对于多个数据源做一个封装，根据SQL类型、事务是否自动提交来决定具体走哪一个数据源。封装的类图如下所示（取名参考大众点评的架构组件zebra）：

GroupPrepareStatement执行的时候，会根据SQL的类型以及配置类型会选择GroupConnection中的Datasource引用，然后获取真实的connection后进行数据库操作。

然后分库分表设计的原理也和上面类似，只是主库一般会有多个，会根据某个维度进行水平切分。执行的时候需要根据sql中的维度的值来确定具体需要选择的DataSource。

Footnotes:

¹ 

http://baike.baidu.com/link?url=cEr3FqbNBesrOz4hWQEfCk2NEdERHsYsYQ0WrrxS130zvUyzb7S-j45naPPZa390XQent-BbDCb89N-bo57yxK

²

com.mchange.v2.c3p0.DriverManagerDataSource    private synchronized Driver driver() throws SQLException    {        //System.err.println( "driver() <-- " + this );        if (driver == null)            driver = DriverManager.getDriver( jdbcUrl );        return driver;    }