Spring 之数据源

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Spring 之数据源

本文基于 Spring Boot 2.7.3 版本。

Spring Boot 数据源基本配置

Spring Boot 提供了一系列 spring.datasource.* 配置来控制 DataSource 的配置。用户可以在 application.properties 或 application.yml 文件中指定数据源配置。这些配置项维护在 DataSourceProperties 。

下面是一个最基本的 mysql 数据源配置示例（都是必填项）：

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# 数据库访问地址
spring.datasource.url = jdbc:mysql://localhost:3306/spring_tutorial?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf8
# 数据库驱动类，必须保证驱动类是可加载的
spring.datasource.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver
# 数据库账号
spring.datasource.username = root
# 数据库账号密码
spring.datasource.password = root

需要根据实际情况，替换 url、username、password。

Spring Boot 连接嵌入式数据源

使用内存嵌入式数据库开发应用程序通常很方便。显然，内存数据库不提供持久存储。使用者需要在应用程序启动时填充数据库，并准备在应用程序结束时丢弃数据。

Spring Boot 可以自动配置嵌入式数据库 H2、HSQL 和 Derby。使用者无需提供任何连接 URL，只需要包含对要使用的嵌入式数据库的构建依赖项。如果类路径上有多个嵌入式数据库，需要设置 spring.datasource.embedded-database-connection 配置属性来控制使用哪一个。将该属性设置为 none 会禁用嵌入式数据库的自动配置。

注意：如果在测试中使用此功能，无论使用多少应用程序上下文，整个测试套件都会重用同一个数据库。如果要确保每个上下文都有一个单独的嵌入式数据库，则应将 spring.datasource.generate-unique-name 设置为 true。

下面，通过一个实例展示如何连接 H2 嵌入式数据库。

（1）在 pom.xml 中引入所需要的依赖：

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<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>com.h2database</groupId>
  <artifactId>h2</artifactId>
</dependency>

（2）数据源配置

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spring.datasource.jdbc-url = jdbc:h2:mem:test
spring.datasource.driver-class-name = org.h2.Driver
spring.datasource.username = sa
spring.datasource.password =

Spring Boot 连接池化数据源

完整示例：spring-boot-data-jdbc

在生产环境中，出于性能考虑，一般会通过数据库连接池连接数据源。

除了 DataSourceProperties 中的数据源通用配置以外，Spring Boot 还支持通过使用类似spring.datasource.hikari.*、spring.datasource.tomcat.*、spring.datasource.dbcp2.* 和 spring.datasource.oracleucp.* 的前缀来配置指定的数据库连接池属性。

下面，就是一份 hikari 的连接池配置示例：

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# 连接池名称
spring.datasource.hikari.pool-name = SpringTutorialHikariPool
# 最大连接数，小于等于 0 会被重置为默认值 10；大于零小于 1 会被重置为 minimum-idle 的值
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size = 10
# 最小空闲连接，默认值10，小于 0 或大于 maximum-pool-size，都会重置为 maximum-pool-size
spring.datasource.hikari.minimum-idle = 10
# 连接超时时间（单位：毫秒），小于 250 毫秒，会被重置为默认值 30 秒
spring.datasource.hikari.connection-timeout = 60000
# 空闲连接超时时间，默认值 600000（10分钟），大于等于 max-lifetime 且 max-lifetime>0，会被重置为0；不等于 0 且小于 10 秒，会被重置为 10 秒
# 只有空闲连接数大于最大连接数且空闲时间超过该值，才会被释放
spring.datasource.hikari.idle-timeout = 600000
# 连接最大存活时间，不等于 0 且小于 30 秒，会被重置为默认值 30 分钟。该值应该比数据库所设置的超时时间短
spring.datasource.hikari.max-lifetime = 540000

Spring Boot 会按以下顺序检测连接池是否可用，如果可用就选择对应的池化 DataSource：

HikariCP -> Tomcat pooling DataSource -> DBCP2 -> Oracle UCP

用户也可以通过 spring.datasource.type 来指定数据源类型。

此外，也可以使用 DataSourceBuilder 手动配置其他连接池。如果自定义 DataSource bean，则不会发生自动配置。 DataSourceBuilder 支持以下连接池：

  • HikariCP
  • Tomcat pooling Datasource
  • Commons DBCP2
  • Oracle UCP & OracleDataSource
  • Spring Framework’s SimpleDriverDataSource
  • H2 JdbcDataSource
  • PostgreSQL PGSimpleDataSource
  • C3P0

引入 Spring Boot 依赖

你可以通过 Spring Boot 官方的初始化器（Spring Initializr）选择需要的组件来创建一个 Spring Boot 工程。或者，直接在 pom.xml 中引入所需要的依赖：

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<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>mysql</groupId>
  <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>

测试单数据源连接

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import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;

import java.sql.Connection;
import javax.sql.DataSource;

@Slf4j
@SpringBootApplication
public class SpringBootDataJdbcApplication implements CommandLineRunner {

    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

    public SpringBootDataJdbcApplication(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootDataJdbcApplication.class, args);
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        DataSource dataSource = jdbcTemplate.getDataSource();

        Connection connection;
        if (dataSource != null) {
            connection = dataSource.getConnection();
        } else {
            log.error("连接数据源失败！");
            return;
        }

        if (connection != null) {
            log.info("数据源 Url: {}", connection.getMetaData().getURL());
        } else {
            log.error("连接数据源失败！");
        }
    }

}

运行 main 方法后，控制台会输出以下内容，表示数据源连接成功：

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20:50:18.449 [main] [INFO ] i.g.d.s.d.SpringBootDataJdbcApplication.run - 数据源 Url: jdbc:mysql://localhost:3306/spring_tutorial?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf8

Spring Boot 连接多数据源

完整示例：spring-boot-data-jdbc-multi-datasource

Spring Boot 连接多数据源所需要的依赖并无不同，主要差异在于数据源的配置。Spring Boot 默认的数据源配置类为 org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration。使用者只要指定一些必要的 spring.datasource 配置，DataSourceAutoConfiguration 类就会自动完成剩下的数据源实例化工作。

多数据源配置

下面的示例中，自定义了一个数据源配置类，通过读取不同的 spring.datasource.xxx 来完成对于不同数据源的实例化工作。对于 JDBC 来说，最重要的，就是实例化 DataSource 和 JdbcTemplate。

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import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.jdbc.DataSourceBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Primary
    @Bean("mysqlDataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.mysql")
    public DataSource mysqlDataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Primary
    @Bean("mysqlJdbcTemplate")
    public JdbcTemplate mysqlJdbcTemplate(@Qualifier("mysqlDataSource") DataSource dataSource) {
        return new JdbcTemplate(dataSource);
    }

    @Bean("h2DataSource")
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.h2")
    public DataSource h2DataSource() {
        return DataSourceBuilder.create().build();
    }

    @Bean(name = "h2JdbcTemplate")
    public JdbcTemplate h2JdbcTemplate(@Qualifier("h2DataSource") DataSource dataSource) {
        return new JdbcTemplate(dataSource);
    }

}

application.properties 或 application.yml 配置文件中也必须以 @ConfigurationProperties 所指定的配置前缀进行配置：

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# 数据源一：Mysql
spring.datasource.mysql.jdbc-url = jdbc:mysql://localhost:3306/spring_tutorial?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false
spring.datasource.mysql.driver-class-name = com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.mysql.username = root
spring.datasource.mysql.password = root
# 数据源一：H2
spring.datasource.h2.jdbc-url = jdbc:h2:mem:test
spring.datasource.h2.driver-class-name = org.h2.Driver
spring.datasource.h2.username = sa
spring.datasource.h2.password =

测试多数据源连接

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import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import javax.sql.DataSource;

@SpringBootApplication
public class SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication implements CommandLineRunner {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.class);

    private final UserDao mysqlUserDao;

    private final UserDao h2UserDao;

    public SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication(@Qualifier("mysqlUserDao") UserDao mysqlUserDao,
        @Qualifier("h2UserDao") UserDao h2UserDao) {
        this.mysqlUserDao = mysqlUserDao;
        this.h2UserDao = h2UserDao;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.class, args);
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {

        if (mysqlUserDao != null && mysqlUserDao.getJdbcTemplate() != null) {
            printDataSourceInfo(mysqlUserDao.getJdbcTemplate());
            log.info("Connect to mysql datasource success.");
        } else {
            log.error("Connect to mysql datasource failed!");
            return;
        }

        if (h2UserDao != null) {
            printDataSourceInfo(h2UserDao.getJdbcTemplate());
            log.info("Connect to h2 datasource success.");
        } else {
            log.error("Connect to h2 datasource failed!");
            return;
        }

        // 主数据源执行 JDBC SQL
        mysqlUserDao.recreateTable();

        // 次数据源执行 JDBC SQL
        h2UserDao.recreateTable();
    }

    private void printDataSourceInfo(JdbcTemplate jdbcTemplate) throws SQLException {

        DataSource dataSource = jdbcTemplate.getDataSource();

        Connection connection;
        if (dataSource != null) {
            connection = dataSource.getConnection();
        } else {
            log.error("Get dataSource failed!");
            return;
        }

        if (connection != null) {
            log.info("DataSource Url: {}", connection.getMetaData().getURL());
        } else {
            log.error("Connect to datasource failed!");
        }
    }

}

运行 main 方法后，控制台会输出以下内容，表示数据源连接成功：

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21:16:44.654 [main] [INFO ] i.g.d.s.d.SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.printDataSourceInfo - DataSource Url: jdbc:mysql://localhost:3306/spring_tutorial?serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false
21:16:44.654 [main] [INFO ] i.g.d.s.d.SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.run - Connect to mysql datasource success.

21:16:44.726 [main] [INFO ] i.g.d.s.d.SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.printDataSourceInfo - DataSource Url: jdbc:h2:mem:test
21:16:44.726 [main] [INFO ] i.g.d.s.d.SpringBootDataJdbcMultiDataSourceApplication.run - Connect to h2 datasource success.

Spring 之数据源

如果你的项目是传统的 Spring 项目，当然也可以轻松建立数据源连接，只是需要自行设置的配置更多一些。

引入 Spring 依赖

在 pom.xml 中引入所需要的依赖：

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    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context-support</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-tx</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

Spring 配置数据源

Spring 配置数据源有多种方式，下面一一列举：

使用 JNDI 数据源

如果 Spring 应用部署在支持 JNDI 的 WEB 服务器上（如 WebSphere、JBoss、Tomcat 等），就可以使用 JNDI 获取数据源。

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
  xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
http://www.springframework.org/schema/jee
http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.2.xsd">

  <!-- 1.使用bean配置jndi数据源 -->
  <bean id="dataSource" class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
    <property name="jndiName" value="java:comp/env/jdbc/orclight" />
  </bean>

  <!-- 2.使用jee标签配置jndi数据源，与1等价，但是需要引入命名空间 -->
  <jee:jndi-lookup id="dataSource" jndi-name=" java:comp/env/jdbc/orclight" />
</beans>

使用数据库连接池

Spring 本身并没有提供数据库连接池的实现，需要自行选择合适的数据库连接池。下面是一个使用 Druid 作为数据库连接池的示例：

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<bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"
        init-method="init" destroy-method="close">
    <property name="driverClassName" value="${jdbc.driver}"/>
    <property name="url" value="${jdbc.url}"/>
    <property name="username" value="${jdbc.username}"/>
    <property name="password" value="${jdbc.password}"/>

    <!-- 配置初始化大小、最小、最大 -->
    <property name="initialSize" value="1"/>
    <property name="minIdle" value="1"/>
    <property name="maxActive" value="10"/>

    <!-- 配置获取连接等待超时的时间 -->
    <property name="maxWait" value="10000"/>

    <!-- 配置间隔多久才进行一次检测，检测需要关闭的空闲连接，单位是毫秒 -->
    <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="60000"/>

    <!-- 配置一个连接在池中最小生存的时间，单位是毫秒 -->
    <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="300000"/>

    <property name="testWhileIdle" value="true"/>

    <!-- 这里建议配置为TRUE，防止取到的连接不可用 -->
    <property name="testOnBorrow" value="true"/>
    <property name="testOnReturn" value="false"/>

    <!-- 打开PSCache，并且指定每个连接上PSCache的大小 -->
    <property name="poolPreparedStatements" value="true"/>
    <property name="maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize"
              value="20"/>

    <!-- 这里配置提交方式，默认就是TRUE，可以不用配置 -->

    <property name="defaultAutoCommit" value="true"/>

    <!-- 验证连接有效与否的SQL，不同的数据配置不同 -->
    <property name="validationQuery" value="select 1 "/>
    <property name="filters" value="stat"/>
  </bean>

基于 JDBC 驱动的数据源

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<bean id="dataSource" class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource">
  <property name="driverClassName" value="${jdbc.driver}"/>
  <property name="url" value="${jdbc.url}"/>
  <property name="username" value="${jdbc.username}"/>
  <property name="password" value="${jdbc.password}"/>
</bean>

SpringBoot 数据源配置

Spring Boot 数据库配置官方文档：https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/data.html#data.sql

通过前面的实战，我们已经知道了 Spring、Spring Boot 是如何连接数据源，并通过 JDBC 方式访问数据库。

SpringBoot 数据源的配置方式是在 application.properties 或 application.yml 文件中指定 spring.datasource.* 的配置。

（1）数据源基本配置方式是指定 url、用户名、密码

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spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost/test
spring.datasource.username=dbuser
spring.datasource.password=dbpass

（2）配置 JNDI

如果想要通过 JNDI 方式连接数据源，可以采用如下方式：

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spring.datasource.jndi-name=java:jboss/datasources/customers

DataSourceAutoConfiguration 类

显而易见，Spring Boot 的配置更加简化，那么， Spring Boot 做了哪些工作，使得接入更加便捷呢？奥秘就在于 spring-boot-autoconfigure jar 包，其中定义了大量的 Spring Boot 自动配置类。其中，与数据库访问相关的比较核心的配置类有：

  • DataSourceAutoConfiguration：数据源自动配置类
  • JdbcTemplateAutoConfiguration：JdbcTemplate 自动配置类
  • DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration：数据源事务管理自动配置类
  • JndiDataSourceAutoConfiguration：JNDI 数据源自动配置类
  • EmbeddedDataSourceConfiguration：嵌入式数据库数据源自动配置类
  • 等等

这些自动配置类会根据各种条件控制核心类的实例化。

DataSourceAutoConfiguration 是数据源自动配置类，它负责实例化 DataSource。

DataSourceAutoConfiguration 的源码如下（省略部分代码）：

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@AutoConfiguration(before = SqlInitializationAutoConfiguration.class)
@ConditionalOnClass({ DataSource.class, EmbeddedDatabaseType.class })
@ConditionalOnMissingBean(type = "io.r2dbc.spi.ConnectionFactory")
@EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
@Import(DataSourcePoolMetadataProvidersConfiguration.class)
public class DataSourceAutoConfiguration {

	@Configuration(proxyBeanMethods = false)
	@Conditional(EmbeddedDatabaseCondition.class)
	@ConditionalOnMissingBean({ DataSource.class, XADataSource.class })
	@Import(EmbeddedDataSourceConfiguration.class)
	protected static class EmbeddedDatabaseConfiguration {
	}

	@Configuration(proxyBeanMethods = false)
	@Conditional(PooledDataSourceCondition.class)
	@ConditionalOnMissingBean({ DataSource.class, XADataSource.class })
	@Import({ DataSourceConfiguration.Hikari.class, DataSourceConfiguration.Tomcat.class,
			DataSourceConfiguration.Dbcp2.class, DataSourceConfiguration.OracleUcp.class,
			DataSourceConfiguration.Generic.class, DataSourceJmxConfiguration.class })
	protected static class PooledDataSourceConfiguration {
  }

	static class PooledDataSourceCondition extends AnyNestedCondition {
    // 略
	}

	static class PooledDataSourceAvailableCondition extends SpringBootCondition {
    // 略
	}

	static class EmbeddedDatabaseCondition extends SpringBootCondition {
    // 略
	}
}

DataSourceAutoConfiguration 类的源码解读：

  • DataSourceProperties 是 DataSourceAutoConfiguration 的配置选项类，允许使用者通过设置选项控制 DataSource 初始化行为。
  • DataSourceAutoConfiguration 通过 @Import 注解引入 DataSourcePoolMetadataProvidersConfiguration 类。
  • DataSourceAutoConfiguration 中定义了两个内部类：嵌入式数据源配置类 EmbeddedDatabaseConfiguration 和 池化数据源配置类 PooledDataSourceConfiguration，分别标记了不同的实例化条件。
    • 当满足 EmbeddedDatabaseConfiguration 的示例化条件时，将引入 EmbeddedDataSourceConfiguration 类初始化数据源，这个类实际上是加载嵌入式数据源驱动的 ClassLoader 去进行初始化。
    • 当满足 PooledDataSourceConfiguration 的示例化条件时，将引入 DataSourceConfiguration.Hikari.class、DataSourceConfiguration.Tomcat.class、DataSourceConfiguration.Dbcp2.class、DataSourceConfiguration.OracleUcp.class、DataSourceConfiguration.Generic.class、DataSourceJmxConfiguration.class 这些配置类，分别对应不同的数据库连接池方式。具体选用哪种数据库连接池，可以通过 spring.datasource.type 配置指定。其中，Hikari 是 Spring Boot 默认的数据库连接池，spring-boot-starter-data-jdbc 中内置了 Hikari 连接池驱动包。如果想要替换其他数据库连接池，前提是必须先手动引入对应的连接池驱动包。

参考资料