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一款优秀数据库中间件的不完全解析

石杉的架构笔记  · 公众号  ·  · 2021-05-21 09:13

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本文内容概述

  1. 数据库中间件有啥用
  2. 架构剖析之 高屋建瓴
    2.1. 整体概述
    2.2. 组件图看架构
  3. 细节剖析之 一叶 知秋
    3.1. 配置加载和bean初始化
    3.2. 细说读写分离
  4. 总结

Part1 数据库中间件有啥用

有一天,你去三亚玩耍,就想玩个冲浪,即时你不差钱,难道还要自己采买快艇、滑板等等装备来满足这为数不多的心血来潮么。租一个就行了嘛。这其实就是连接池的作用。

数据库中间件可以理解为是一种具有连接池功能,但比连接池更高级的、带很多附加功能的辅助组件,不仅可以租冲浪板,还可以提供地点推荐、上保险等等各类服务。

从网上的资料看,zdal应该算是半开源的,好像是之前开源过,但后续没有准备维护,然后就删除了,不过github被fork下来好多,随便一搜就是一片,当前,只是老的版本。目前蚂蚁内部的zdal好像已经更新到zdal5了吧,那咱可就看不到了。

越复杂的系统,数据库中间件的作用越大。就拿zdal来说,它提供分库分表,结果集合并,sql解析,数据库failover动态切换等数据访问层统一解决方案。下面就一起来看下,其内部实现是怎么样的。

Part2 架构剖析之高屋建瓴

2.1 整体概述

如上图所示,zdal有四个重要的组成部分:

  • 价值体现--客户端Client包 。对外暴露基本操作接口,用于业务层简单黑盒的操作数据源;业务只和client交互,动态切换/路由等逻辑只需要进行规则配置,相关逻辑由zdal实现。
  • 核心功能--连接管理datasource包 。最核心的能力,提供多种类型数据库的连接管理;不管功能多花哨,最终目的还是为了解决数据库连接的问题。
  • 关键能力--SQL解析parser包 。基础SQL解析能力;解析sql类型、字段名称、数据库等等,配合规则进行路由
  • 扩展能力--库表路由rule包 。根据parser解析出的字段确定逻辑库表和物理库表。

2.2 组件图看架构

组件图对整体架构和各组件及相互联系的理解可以起到很好的帮助。一个简版的组件图画了好久,还有不少错,不过大概是这么个意思,哎,基本功要丢~

对照上图可以比较清晰的看到:

  • Client包对应用层暴露的数据源、负责监听配置动态变更的监听组件、负责加载组织各部分的配置组件、负责加载spring bean 和库表规则的配置组件;
  • Client中加载了规则组件,实现逻辑表和数据库的路由规则。
  • Client中的库表配置调用datasource中的数据源管理服务并构建连接池的连接池;
  • Client中的SqlDispatcher服务调用SQL解析组件实现SQL解析。

Part3 细节剖析之一叶知秋

3.1 配置加载和bean初始化

大部分情况下,我们使用如mybatis这样的ORM框架来进行数据库操作,其实不管是ORM还是其他方式,应用层都需要对数据源进行配置。

所以,client对外暴露了一个符合JDBC标准的datasource数据源,用来满足应用层ORM等框架配置数据源的要求-- ZdalDataSource

如图片被压缩看不清,后台回复 获取
//只提供了一个init方法,这也是spring启动时时,必须要调用的初始化方法,所有功能,都从这里开始
public class ZdalDataSource extends AbstractZdalDataSource implements DataSource{
    public void init() {
        try {
            super.initZdalDataSource();
        } catch (Exception e) {
            CONFIG_LOGGER.error("...");
            throw new ZdalClientException(e);
        }
    }

ZdalDataSource#init() 方法即为配置加载的核心入口,init中负责加载spring配置,根据配置初始化数据源,并创建连接池,同时,将逻辑表和物理库的对应关系都维护起来供后续路由调用。

    /*父类的init方法*/
protected void initZdalDataSource() {
    /*用FileSystemXmlApplicationContext方式加载配置文件中的数据源和规则,转化成zdalConfig对象*/
    this.zdalConfig = ZdalConfigurationLoader.getInstance().getZdalConfiguration(appName,dbmode, appDsName, configPath);
    this.dbConfigType = zdalConfig.getDataSourceConfigType();
   this.dbType = zdalConfig.getDbType();
   //初始化数据源
   this.initDataSources(zdalConfig);
   this.inited.set(true);
    }
}

从上面的类图和这里的两个入口方法大概了解到zdal配置加载的启动流程。下面我们就来详细看一下,读写分离和分库分表的规则是怎么被加载,怎么起作用的。

3.2 细说读写分离

读写分离配置的加载

首先,我们需要有数据源的相关配置,如下图: 此XML配置会在init方法被调用时,被初始化,解析成ZdalConfig类的属性,ZdalConfig类的主要成员见下面代码:

public class ZdalConfig {
    /** key=dsName;value=DataSourceParameter 所有物理数据源的配置项,比如用户名,密码,库名等 */
    private Map dataSourceParameters = new ConcurrentHashMap();
    /** 逻辑数据源和物理数据源的对应关系:key=logicDsName,value=physicDsName */
    private Map              logicPhysicsDsNames  = new ConcurrentHashMap();
    /** 数据源的读写规则,比如只读,或读写等配置*/
    private Map              groupRules           = new ConcurrentHashMap();
    /** 异常转移的数据源规则*/
    private Map              failoverRules        = new ConcurrentHashMap();
    //一份完整的读写分离和分库分表规则配置
    private AppRule                          appRootRule;

可以看到,xml中的规则,被解析到xxxRules里。这里以groupRules为例,failover同理。

下一步则是通过解析得到的zdalConfig 来初始化数据源:

protected final void initDataSources(ZdalConfig zdalConfig) {
    //DataSourceParameter中存的是数据源参数,如用户名密码,最大最小连接数等
    for (Entry entry : zdalConfig.getDataSourceParameters().entrySet()) {
        try {
           //初始化连接池
           ZDataSource zDataSource = new ZDataSource(/*设置最大最小连接数*/createDataSourceDO(entry.getValue(),zdalConfig.getDbType(), appDsName + "." + entry.getKey()));
           this.dataSourcesMap.put(entry.getKey(), zDataSource);
        } catch (Exception e) {
            //...
        }
   }
  //其他分支略,只看最简单的分组模式
  if (dbConfigType.isGroup()) {
       //读写配置赋值
       this.rwDataSourcePoolConfig = zdalConfig.getGroupRules();
       //初始化多份读库下的负载均衡
       this.initForLoadBalance(zdalConfig.getDbType());
  }
  //注册监听:为了满足动态切换
  this.initConfigListener();
}

initForLoadBalance的方法如下:

private void initForLoadBalance(DBType dbType) {
    Map dsSelectors = this.buildRwDbSelectors(this.rwDataSourcePoolConfig);
    this.runtimeConfigHolder.set(new ZdalRuntime(dsSelectors));
    this.setDbTypeForDBSelector(dbType);
}

可以看到,首先构建出了DB选择器,然后赋值给了runtimeConfigHolder供运行时获取。而构建DB选择器的时候,其实是按读写两个维度,把所有数据源都构建了一遍,即group_r和group_w下都包含5个数据源,只不过各自的权重不一样:







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