前言

从事餐饮软件项目，作为阿里本地生活的一份子，从19年下半年开始阿里口碑一批P6 P7开发人员陆续加入开发，此处的话题是一个餐饮pos机项目上的问题。每个餐饮门店都有一台或多台pos机，主要架构上是C++语言作为前端展示，Java开发的jar包程序作为其后端进行业务处理，pos可以有多台而Java后台只有一个，考虑到轻量，选用了sqlite数据库
sqlite每个数据库都是以单个文件的形式存在，每个文件都是一个数据库，文件不宜过大，我们根据业务含义将数据库划分成了4个业务文件，请注意这里不是分库分表，每个文件中表结构都不同，那项目在运行过程中读取不同数据库就需要做到无缝切换，不仅如此，这些数据库文件是有版本的，是可以不段生成的，当新版本的数据库文件生成时我们就需要连接新版本的数据库文件，即动态增加数据源的连接

前提

springBoot框架环境

项目里的多数据源含义

一个项目里，可以同时访问多个不同的数据库

实现

数据源切换的一般实现（推荐）

1. 可以直接用原生的jdbc DriverManager. getConnection直接连接，但这种方式没有连接池且对于我们来说需要使用mybatis框架
2. 将存放多个数据源的map(key是自定义的数据源id，value是java DataSource的实体)给到spring提供的AbstractRoutingDataSource并指定默认数据源（可以在determineCurrentLookupKey获取不到数据源时使用默认的数据源）
3. 继承spring的AbstractRoutingDataSource接口并重写determineCurrentLookupKey方法，通过threadLocal获取当前线程的数据源id
4. 项目启动时SqlSessionFactory的dataSource指定为重写的AbstractRoutingDataSource业务代码中手动指定当前线程threadLocal的数据源id

两个问题

1. 不同数据源的事务不能同时回滚
2. 无法动态的新增数据源

解决方案

如何自动切换

1. 每个数据源都配置一套SqlSessionFactory，每个SqlSessionFactory都指定自己的mapper
2. 不用手动指定数据源，但是SqlSessionFactory有多个

每个数据源的配置可以参考下面示例

@Configuration
@PropertySource("classpath:/dataSourceConfig.properties")
@MapperScan(basePackages = "com.alsc.basic.offline.sdk.dao.mapper.record",
    sqlSessionTemplateRef = "recordSqlSessionTemplate")
@Slf4j
public class MyBatisConfigRecord {

    @Autowired
    DataSourcePathService dataSourcePathService;

    /**
     * 加载数据源配置
     */

    @Bean(name = "recordDataSourceProperties")
    @ConfigurationProperties("spring.datasource.record")
    public DataSourceProperties recordDataSourceProperties() {
        return new DataSourceProperties();
    }

    /**
     * 加载数据源
     */

    @Bean(name = "recordDataSource")
    HikariDataSource recordDataSource(
        @Qualifier("recordDataSourceProperties") DataSourceProperties dataSourceProperties) {
        String dataSourceAbsolutePath = ""; //这里你要自己定义路径
        String url = "jdbc:sqlite:" + dataSourceAbsolutePath;
        dataSourceProperties.setUrl(url);
        return dataSourceProperties.initializeDataSourceBuilder()
            .type(HikariDataSource.class)
            .build();
    }

    @Bean(name = "recordSessionFactory")
    public SqlSessionFactory recordSessionFactory(@Qualifier("recordDataSource") DataSource dataSource)
        throws Exception {
        return getSqlSessionFactory(dataSource, new String[] {"classpath*:mapper/record/*.xml"});
    }

    @Bean(name = "recordSqlSessionTemplate")
    public SqlSessionTemplate recordSqlSessionTemplate(
        @Qualifier("recordSessionFactory") SqlSessionFactory recordSessionFactory)
        throws Exception {
        return new SqlSessionTemplate(recordSessionFactory);
    }

    private SqlSessionFactory getSqlSessionFactory(DataSource dataSource, String[] mapperLocations) throws Exception {
        MybatisProperties properties = new MybatisProperties();
        properties.setMapperLocations(mapperLocations);
        SqlSessionFactoryBean bean = new SqlSessionFactoryBean();
        bean.setDataSource(dataSource);
        bean.setMapperLocations(properties.resolveMapperLocations());
        org.apache.ibatis.session.Configuration configuration = new org.apache.ibatis.session.Configuration();
        configuration.setMapUnderscoreToCamelCase(true);
        bean.setConfiguration(configuration);
        return bean.getObject();
    }

}

如何动态替换

问题：当前数据库存在版本问题，数据库名称相同但存放在不同的版本目录下，需将当前版本的数据源切换url指向另一个版本
解决：重新生成一个DataSource对象和Environment对象指定给SqlSessionFactory的Configuration

示例代码如下

  private void changeDataSource(String version, SqlSessionFactory sessionFactory, DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum,
        DataSourceProperties properties) {
        String dataSourceAbsolutePath = dataSourcePathService.getDataSourceAbsolutePath(dataSourceIdEnum);
        String url = "jdbc:sqlite:" + dataSourceAbsolutePath;
        properties.setUrl(url);
        HikariDataSource hikariDataSource =
            properties.initializeDataSourceBuilder().type(HikariDataSource.class).build();
        DataSource oldDataSource = sessionFactory.getConfiguration().getEnvironment().getDataSource();
        /**
         * 此处environment属性id，目前了解的主要作用在mybatis的一级缓存
         * 生成CacheKey会用到，即使所有的id都设置相同，生成的CacheKey可能相同
         * 由于不同数据源走不同sqlSession,不会有影响
         */
        Environment environment =
            new Environment(dataSourceIdEnum.getCode() + version, new JdbcTransactionFactory(), hikariDataSource);
        sessionFactory.getConfiguration().setEnvironment(environment);
        closeDataSource(oldDataSource);
    }

SqlSessionFactory的Configuration就是mybatis的配置信息，我们常用的配置如：下划线驼峰命名转换，新增记录返回自动生成的主键等都在这里
此处没有使用事务

事务同步回滚

基本思路

我们可以获取事务方法中所有需要回滚的DataSourceTransactionManager，依次手动回滚

Mybatis手动事务回滚的一般代码实现

            DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
            def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
            TransactionStatus transactionStatus = transactionManager.getTransaction(def);
            transactionManager.rollback(transactionStatus);

问题

真正在实现这个demo的时候发现，在第二个数据源的事务回滚时会报错：Transaction synchronization is not active() （事务同步没有被激活）

分析

1. 事务同步的使用一般是用TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization向事务管理器中注册一个实现了TransactionSynchronization接口的类，该接口里提供了围绕事务执行的前置和后置增强方法
2. Spring中一个线程中的多个事务应该是按照嵌套事务来设计的
3. 上面的transactionManager.getTransaction执行时，Spring源码中会执行一个startTransaction方法，里面就开始一个事务，会判断ThreadLocal<Set> synchronizations是否为空，不为空就会生成一个挂起资源，第一个事务的挂起资源为空
4. 在startTransaction中会给synchronizations赋值，即激活事务同步，也就是每个事务开始后都会初始化synchronizations，但下一个事务会读取当前线程的synchronizations并挂起，当做嵌套的事务
   因此当我们执行完第一个事务的回滚后，由于第一个事务没有事务同步的挂起资源，代码会将该事务当做内嵌事务的最外层来处理，会清空synchronizations即关闭事务同步，再执行第二个事务的回滚，由于当前线程的synchronizations已被清空，所以会抛出事务同步没有激活的异常

解决

1. 获取jdbc的connection回滚

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class MultiDataSourceTransactionAspectConnection {

    /**
     * 多数据源组合事务
     * */
    @Pointcut("@annotation(com.alsc.basic.offline.sdk.dao.annotation.TransactionalGroup)")
    public void transactionalGroupAspect() {};

    @Around(value = "transactionalGroupAspect()")
    public Object transactionalGroupAspectAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 进入多数据源组合事务管理切面");
        Object result = null;
        List<Connection> transactionConnectionList = new ArrayList<>();
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) pjp.getSignature();
        Method targetMethod = methodSignature.getMethod();
        TransactionalGroup transactionalGroup = targetMethod.getAnnotation(TransactionalGroup.class);
        AssertUtil.isNotNull(transactionalGroup,"[多数据源组合事务切面]: TransactionalGroup注解不能为空");
        DataSourceIdEnum[] dataSourceIdEnums = transactionalGroup.value();
        for(DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum : dataSourceIdEnums){
                DataSourceTransactionManager transactionManager = (DataSourceTransactionManager) SpringContextUtil.getBean(TransactionManagerEnum
                        .getByDataSourceId(dataSourceIdEnum).getTransactionManagerBeanName());
            AssertUtil.isNotNull(transactionManager, CommonErrorCode.NULL_PARAMETER,
                    "[多数据源组合事务切面]: 从spring获取transactionManager为空");
            DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
            def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
            Connection connection = transactionManager.getDataSource().getConnection();
            connection.setAutoCommit(false);
            transactionConnectionList.add(connection);
        }
        try {
            result = pjp.proceed();
        }catch (Throwable e){
            if(!CollectionUtils.isEmpty(transactionConnectionList)){
                Iterator<Connection> iterator = transactionConnectionList.iterator();
                while (iterator.hasNext()){
                    Connection connection = iterator.next();
                    connection.rollback();
                }
            }
        }
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 多数据源组合事务管理切面结束");
        return result;
    }


}

2. 由事务开始的顺序倒叙执行事务回滚
   Spring事务源码解读：每个事务开始的时候都会初始化事务同步，下一个新事务会生成一个挂起资源类，前一个事务的同步(TransactionSynchronization)就被存到资源中并清空threadLocal，当然后面又会重新初始化threadLocal，在每个事务回滚或提交结束后会判断当前事务有无挂起资源，若有就重新恢复挂起的事务同步，这样下一个事务执行回滚或提交就会执行这些事务同步，就不会出现事务同步被清空的情况
   这种方式其实就是按照嵌套事务回滚的思路解决

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class MultiDataSourceTransactionAspectDemo1 {

    /**
     * 多数据源组合事务
     * */
    @Pointcut("@annotation(com.alsc.basic.offline.sdk.dao.annotation.TransactionalGroup)")
    public void transactionalGroupAspect() {};

    @Around(value = "transactionalGroupAspect()")
    public Object transactionalGroupAspectAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 进入多数据源组合事务管理切面");
        Object result = null;
        List<TransactionManageDTO> transactionManagerDTOList = new ArrayList<>();
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) pjp.getSignature();
        Method targetMethod = methodSignature.getMethod();
        TransactionalGroup transactionalGroup = targetMethod.getAnnotation(TransactionalGroup.class);
        DataSourceIdEnum[] dataSourceIdEnums = transactionalGroup.value();
        for(DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum : dataSourceIdEnums){
                DataSourceTransactionManager transactionManager =
                        (DataSourceTransactionManager) SpringContextUtil.getBean(TransactionManagerEnum
                        .getByDataSourceId(dataSourceIdEnum).getTransactionManagerBeanName());
            DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
            def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
            TransactionStatus transactionStatus = transactionManager.getTransaction(def);
            addtransactionManagerList(transactionManagerDTOList, dataSourceIdEnum, transactionManager, transactionStatus);
        }
        try {
            result = pjp.proceed();
        }catch (Throwable e){
            Collections.reverse(transactionManagerDTOList);
            for(TransactionManageDTO transactionManageDTO : transactionManagerDTOList){
                DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = transactionManageDTO.getDataSourceTransactionManager();
                TransactionStatus transactionStatus = transactionManageDTO.getTransactionStatus();
                dataSourceTransactionManager.rollback(transactionStatus);
            }
        }
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 多数据源组合事务管理切面结束");
        return result;
    }


    private void addtransactionManagerList(List<TransactionManageDTO> transactionManagerDTOList, DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum, DataSourceTransactionManager transactionManager, TransactionStatus transactionStatus) {
        TransactionManageDTO transactionManageDTO = new TransactionManageDTO();
        transactionManageDTO.setDataSourceId(dataSourceIdEnum);
        transactionManageDTO.setDataSourceTransactionManager(transactionManager);
        transactionManageDTO.setTransactionStatus(transactionStatus);
        transactionManagerDTOList.add(transactionManageDTO);
    }



}

3. 多个事务执行 transactionManager.getTransaction后（即开始事务后）都执行一遍TransactionSynchronizationManager.clear() 这样下一个事务再开始时就不会有挂起的资源，都相当于最外层事务，我们理解为完全独立的事务，回滚可以按原顺序执行但每个事务回滚后都要再执行一遍TransactionSynchronizationManager.initSynchronization(); 重新初始化一遍，但是这样就不能使用自定义的事务同步
   这种方式虽然不能使用事务同步，是一种退而求其次的方式，但若没有对事务同步有强要求的也可以采取

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class MultiDataSourceTransactionAspectDemo2 {

    /**
     * 多数据源组合事务
     * */
    @Pointcut("@annotation(com.alsc.basic.offline.sdk.dao.annotation.TransactionalGroup)")
    public void transactionalGroupAspect() {};

    @Around(value = "transactionalGroupAspect()")
    public Object transactionalGroupAspectAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 进入多数据源组合事务管理切面");
        Object result = null;
        List<TransactionManageDTO> transactionManagerDTOList = new ArrayList<>();
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) pjp.getSignature();
        Method targetMethod = methodSignature.getMethod();
        TransactionalGroup transactionalGroup = targetMethod.getAnnotation(TransactionalGroup.class);
        DataSourceIdEnum[] dataSourceIdEnums = transactionalGroup.value();
        for(DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum : dataSourceIdEnums){
                DataSourceTransactionManager transactionManager =
                        (DataSourceTransactionManager) SpringContextUtil.getBean(TransactionManagerEnum
                        .getByDataSourceId(dataSourceIdEnum).getTransactionManagerBeanName());
            DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
            def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
            TransactionStatus transactionStatus = transactionManager.getTransaction(def);
            addtransactionManagerList(transactionManagerDTOList, dataSourceIdEnum, transactionManager, transactionStatus);
            TransactionSynchronizationManager.clear();
        }
        try {
            result = pjp.proceed();
        }catch (Throwable e){
            for(TransactionManageDTO transactionManageDTO : transactionManagerDTOList){
                TransactionSynchronizationManager.initSynchronization();
                DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = transactionManageDTO.getDataSourceTransactionManager();
                TransactionStatus transactionStatus = transactionManageDTO.getTransactionStatus();
                dataSourceTransactionManager.rollback(transactionStatus);
            }
        }
        log.info("[多数据源组合事务切面]: 多数据源组合事务管理切面结束");
        return result;
    }


    private void addtransactionManagerList(List<TransactionManageDTO> transactionManagerDTOList, DataSourceIdEnum dataSourceIdEnum, DataSourceTransactionManager transactionManager, TransactionStatus transactionStatus) {
        TransactionManageDTO transactionManageDTO = new TransactionManageDTO();
        transactionManageDTO.setDataSourceId(dataSourceIdEnum);
        transactionManageDTO.setDataSourceTransactionManager(transactionManager);
        transactionManageDTO.setTransactionStatus(transactionStatus);
        transactionManagerDTOList.add(transactionManageDTO);
    }



}

demo用到的辅助类和注解

@Data
@ToString
public class TransactionManageDTO {

    private DataSourceIdEnum dataSourceId;

    private DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager;

    private TransactionStatus transactionStatus;
}


@Target({ ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TransactionalGroup {
    /**
     *
     * 配置的数据源id
     * */
    DataSourceIdEnum[] value();

    /*******  以下参数，参见 @Transactional  ********/

    //事务传播行为
    Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;

    //事务隔离级别
    Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;

    //哪些异常回滚
    Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};

    // 哪些异常不回滚事务
    Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};


}