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.NET下数据库的负载均衡“经典方案”(大项目必备,建议收藏)

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【前言】
本文讲述的“数据库负载均衡”方案,为市面上最经典(没有之一),由.NET界骨灰级大佬推出。采用该技术方案的大公司,一年省下了几个亿的支出。
 
【正文】
支持.Net Core(2.0及以上)  与 .Net Framework(4.5及以上)
可以部署在Docker, Windows, Linux, Mac。
为了演示数据库的负载均衡(Load Balance),我们先创建三个数据库,它们的名字分别为YZZ、YZZ1、YZZ2。然后在这三个数据库中分别创建表t_Student,这些表的结构一样,内容稍有差异,见下图:
YZZ中t_Student的内容
---------------------
Id  Name  Age
1   张安   25
2   王鑫   22
3   周云   20
YZZ1中t_Student的内容
---------------------
Id  Name  Age
1   张安1  25
2   王鑫1  22
3   周云1  20
YZZ2中t_Student的内容
---------------------
Id  Name  Age
1   张安2  25
2   王鑫2  22
3   周云2  20
 
接下来,
若是在.Net Core环境下,我们需要创建一个名为DeveloperSharp.json的配置文件,并在其中设置如上三个数据源的负载均衡策略。文件内容如下:
  1. {
  2.   "DeveloperSharp":
  3.   {
  4.      "DatabaseClusterList":
  5.      [
  6.         {
  7.            "Id":"StudentData",
  8.            "DatabaseCluster":
  9.            [
  10.                  {
  11.                      "Id":"A1",
  12.                      "Enable":"true",
  13.                      "Weight":"100",
  14.                      "DatabaseType":"SqlServer",
  15.                      "ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ;Uid=sa;Pwd=123"
  16.                  },
  17.                  {
  18.                      "Id":"A2",
  19.                      "Enable":"true",
  20.                      "Weight":"100",
  21.                      "DatabaseType":"SqlServer",
  22.                      "ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ1;Uid=sa;Pwd=123"
  23.                  },
  24.                  {
  25.                      "Id":"A3",
  26.                      "Enable":"true",
  27.                      "Weight":"100",
  28.                      "DatabaseType":"SqlServer",
  29.                      "ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ2;Uid=sa;Pwd=123"
  30.                  }
  31.            ]
  32.         }
  33.      ]
  34.   }
  35. }
复制代码
 
若是在.Net Framework环境下,我们需要创建一个名为DeveloperSharp.xml的配置文件,并在其中设置如上三个数据源的负载均衡策略。文件内容如下:
  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
  2. <DeveloperSharp>
  3.     <DatabaseClusterList>
  4.         <DatabaseCluster Id="StudentData">
  5.             <Database Id="A1" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ;Uid=sa;Pwd=123"/>
  6.             <Database Id="A2" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ1;Uid=sa;Pwd=123"/>
  7.             <Database Id="A3" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ2;Uid=sa;Pwd=123"/>
  8.         </DatabaseCluster>
  9.     </DatabaseClusterList>
  10. </DeveloperSharp>
复制代码
 

对此json/xml配置文件说明如下:
(1)     每一个DatabaseCluster节点代表了一组数据库,此节点的Id值(本文示例值是:StudentData)后续会在程序中使用。
(2)     Database节点中的Weight属性代表了使用权重。本文示例的三个数据库的Weight值分别是100、100、100,则这三个数据库的负载均衡使用分配比例将会是1:1:1。若把这三个值分别设置为100、50、50,则这三个数据库的使用分配比例将会变为2:1:1。设置成你想要的比例吧。
(3)     Database节点中的Enable属性代表了是否可用。true代表可用,false代表不可用。
(4)     可通过把DatabaseType属性的值设置为“MySql”、“SQLite”、“PostgreSql”、“Oracle”、其它等等,从而支持各种类数据库。(本文讲述的是“同种数据库”的负载均衡。若是需要“异种数据库”的负载均衡,请参看 数据库的负载均衡(续) 这篇文章)
 
接下来,我们看看怎么在程序中使用上述的这组数据库及其配置文件,来实现负载均衡。
为了演示负载均衡效果,我们首先在Visual Studio中新建一个控制台工程,并为工程引用添加了Entity Framework组件作为访问数据库的工具(你也可以换成其它数据库访问工具,原理一样,完全不受影响)。
然后,我们做如下四个操作。
【第一步】:从NuGet引用DeveloperSharp包(需要是最新版本)。
【第二步】:链接负载均衡配置文件:
若是在.Net Core环境下,我们只需要把DeveloperSharp.json文件放到程序执行目录中(即bin目录下与dll、exe等文件的同一目录中)(放错了位置会报错)。
若是在.Net Framework环境下,我们需要在工程配置文件App.config中添加appSettings节点,节点内容如下:
  1.   <appSettings>
  2.     <add key="DatabaseType" value="" />
  3.     <add key="ConnectionString" value="" />
  4.     <add key="ErrorPage" value="" />
  5.     <add key="ErrorLog" value="D:\Test\Assist\log.txt" />
  6.     <add key="ConfigFile" value="D:\Test\Assist\DeveloperSharp.xml" />
  7.   </appSettings>
复制代码
其中,ConfigFile的设置是为了链接前述的DeveloperSharp.xml这个配置文件。ErrorLog则是设置一个错误日志文件。它们均需要设置为文件的“绝对路径”(此处使用“绝对路径”而不是“相对路径”,一是有利于安全性,二是有利于分布式部署)
【第三步】:创建一个StudentLB.cs类文件,它就是数据库负载均衡的核心器件,内容如下:
  1.     //这个属性就是用作映射负载均衡。
  2.     //其“值”需设置为前述DeveloperSharp.json/xml配置文件中某个DatabaseCluster节点的Id值。
  3.     [DeveloperSharp.Structure.Model.LoadBalance.DataSourceCluster("StudentData")]
  4.     public class StudentLB : DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer
  5.     {
  6.         //类中没有任何代码
  7.     }
复制代码
说明:“负载均衡器”类(本篇为:StudentLB类)必须继承自DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer类,并且在其上设置DeveloperSharp.Structure.Model.LoadBalance.DataSourceCluster属性的初始化值为DeveloperSharp.json/xml配置文件中某个DatabaseCluster节点的Id值。
 
【第四步】:为控制台应用类,添加通过负载均衡器(StudentLB类)访问数据库的代码,注意:核心代码就一行而已!!此示例连续3次访问数据库做同一操作,看会显示什么结果。如下:
  1.     class Program
  2.     {
  3.         static void Main(string[] args)
  4.         {
  5.             string NameList = "";
  6.             //第一次访问数据库
  7.             var SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
  8.             var db = new Entities(SLB.IDA.ConnectionString);//每次会根据配置的负载均衡策略输出对应的ConnectionString
  9.             t_Student Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
  10.             NameList += Stu.Name;
  11.             //第二次访问数据库
  12.             SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
  13.             db = new Entities(SLB.IDA.ConnectionString);//每次会根据配置的负载均衡策略输出对应的ConnectionString
  14.             Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
  15.             NameList += Stu.Name;
  16.             //第三次访问数据库
  17.             SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
  18.             db = new Entities(SLB.IDA.ConnectionString);//每次会根据配置的负载均衡策略输出对应的ConnectionString
  19.             Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
  20.             NameList += Stu.Name;
  21.             //输出
  22.             Console.WriteLine(NameList);
  23.             Console.ReadLine();
  24.         }
  25.     }
复制代码
从以上示例代码我们可以清晰的得知:其实数据库链接字符串ConnectionString就是实现负载均衡的关键所在。而SLB.IDA.ConnectionString则每次会根据配置的负载均衡策略输出对应的链接字符串。
 
示例程序输出显示结果如下:
周云周云1周云2
 
运行有问题,需要技术支持?以及bug提交通道,请添加微信:894988403
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最后提示两点:
(1)本文设置了一组数据库的负载均衡。但其实可以在DeveloperSharp.json/xml配置文件及程序中设置多组数据库的负载均衡。
(2)若要把一组数据库的负载均衡应用改为单数据库应用,只需要把DeveloperSharp.json/xml配置文件中DatabaseCluster节点下的Database节点数量设置为一个即可实现。所以,聪明的你以后可以把你所有的数据库访问代码改为此负载均衡模式,以便日后随时在单体/集群之间切换,以备不时之需:)
 
总结
本文技术点思路梳理:

  • 创建用来实施负载均衡的一组数据库。
  • 通过DeveloperSharp.json/xml来配置负载均衡策略。
  • 调整DeveloperSharp.json的位置,或者,在App.config/Web.config中添加链接DeveloperSharp.xml的appSettings节点。
  • 创建基于DeveloperSharp包的“负载均衡器”类(本篇为:StudentLB类)。
  • 通过“负载均衡器”产生的ConnectionString链接数据库。
 
运行有问题,需要技术支持?以及bug提交通道,请添加微信:894988403
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原文链接:http://www.developersharp.cc/content1.html
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文章首发于公众号【.Net数字智慧化基地】,欢迎大家关注。

【.Net数字智慧化基地】:本号长期专注于.Net技术、软件架构、人工智能、工业互联网、智能制造、等领域。作者早年毕业于一流大学并已是IT科技领域成功人士。本号致力于提高圈内整体技术素养,为各类初、中、高级技术人员提供量身定制的个人成长服务,助力升职加薪。本号同时也为有数字化转型需求的各类企业提供深度咨询、指导服务。

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