Spring框架中如何实现多数据源的动态切换，并保证事务的正确性？

题目

Spring框架中如何实现多数据源的动态切换，并保证事务的正确性？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

多数据源配置, 动态数据源路由, 事务管理, AOP, AbstractRoutingDataSource

快速回答

实现多数据源动态切换的核心步骤：

• 继承AbstractRoutingDataSource实现动态数据源路由
• 使用ThreadLocal存储当前线程数据源标识
• 通过AOP切面在Service层方法执行前切换数据源
• 结合@Transactional和TransactionManager管理事务
• 使用ChainedTransactionManager或JTA解决跨数据源事务

1. 核心原理

Spring通过AbstractRoutingDataSource实现数据源路由抽象，其核心方法是determineCurrentLookupKey()。动态切换的关键在于：

• 使用ThreadLocal保存当前线程的数据源标识（如：db1, db2）
• 在方法执行前（通过AOP）设置标识，执行后清除
• 事务管理器需特殊处理以保证事务边界内数据源一致性

2. 代码实现示例

步骤1：定义动态数据源

public class DynamicDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return DataSourceContextHolder.getDataSourceKey();
    }
}

public class DataSourceContextHolder {
    private static final ThreadLocal<String> CONTEXT = new ThreadLocal<>();

    public static void setDataSourceKey(String key) {
        CONTEXT.set(key);
    }

    public static String getDataSourceKey() {
        return CONTEXT.get();
    }

    public static void clear() {
        CONTEXT.remove();
    }
}

步骤2：配置多数据源Bean

@Bean
@Primary
public DataSource dynamicDataSource() {
    Map<Object, Object> targetDataSources = new HashMap<>();
    targetDataSources.put("db1", db1DataSource());
    targetDataSources.put("db2", db2DataSource());

    DynamicDataSource ds = new DynamicDataSource();
    ds.setTargetDataSources(targetDataSources);
    ds.setDefaultTargetDataSource(db1DataSource()); // 默认数据源
    return ds;
}

步骤3：实现AOP切面切换数据源

@Aspect
@Component
public class DataSourceAspect {
    @Before("@annotation(DataSourceSelector)")
    public void switchDataSource(JoinPoint joinPoint) {
        DataSourceSelector selector = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature())
            .getMethod().getAnnotation(DataSourceSelector.class);
        DataSourceContextHolder.setDataSourceKey(selector.value());
    }

    @After("@annotation(DataSourceSelector)")
    public void restoreDataSource() {
        DataSourceContextHolder.clear();
    }
}

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DataSourceSelector {
    String value();
}

步骤4：配置事务管理器（关键难点）

// 方案1：链式事务管理器（非严格事务）
@Bean
public PlatformTransactionManager transactionManager() {
    return new ChainedTransactionManager(
        new JpaTransactionManager(entityManagerFactoryForDb1()),
        new JpaTransactionManager(entityManagerFactoryForDb2())
    );
}

// 方案2：JTA分布式事务（XA协议）
@Bean
public JtaTransactionManager transactionManager() {
    return new JtaTransactionManager();
}

3. 事务一致性保障方案对比

4. 常见错误与解决方案

• 错误1：事务内切换数据源失效
  原因：Spring事务在创建Connection时缓存数据源
  解决：在@Transactional方法外部切换数据源
• 错误2：ThreadLocal未清除导致内存泄漏
  解决：在finally块中调用DataSourceContextHolder.clear()
• 错误3：跨数据源更新无事务保障
  解决：使用JTA或最终一致性补偿机制

5. 最佳实践

• 读写分离场景：主库默认，从库用注解切换
• 微服务架构：优先考虑分库分表而非多数据源
• 性能优化：对非事务查询使用@DataSourceSelector
• 监控：实现DataSource包装类记录连接使用情况

6. 扩展知识

• Spring Boot 2.x+：使用AbstractRoutingDataSource + @ConfigurationProperties简化配置
• MyBatis集成：通过SqlSessionFactoryBean注入动态数据源
• 连接池选择：HikariCP在多数据源场景性能优于Druid
• 新方案：Spring Data R2DBC支持响应式多数据源