.NET下数据库的负载均衡“经典方案”（大项目必备，建议收藏）

顿谧 · 发表于 2023-7-31 15:43:12

【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：

{
"DeveloperSharp":
{
"DatabaseClusterList":
[
{
"Id":"StudentData",
"DatabaseCluster":
[
{
"Id":"A1",
"Enable":"true",
"Weight":"100",
"DatabaseType":"SqlServer",
"ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ;Uid=sa;Pwd=123"
},
{
"Id":"A2",
"Enable":"true",
"Weight":"100",
"DatabaseType":"SqlServer",
"ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ1;Uid=sa;Pwd=123"
},
{
"Id":"A3",
"Enable":"true",
"Weight":"100",
"DatabaseType":"SqlServer",
"ConnectionString":"Server=localhost;Database=YZZ2;Uid=sa;Pwd=123"
}
]
}
]
}
}

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：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<DeveloperSharp>
<DatabaseClusterList>
<DatabaseCluster Id="StudentData">
<Database Id="A1" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ;Uid=sa;Pwd=123"/>
<Database Id="A2" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ1;Uid=sa;Pwd=123"/>
<Database Id="A3" Enable="true" Weight="100" DatabaseType="SqlServer" ConnectionString="Server=localhost;Database=YZZ2;Uid=sa;Pwd=123"/>
</DatabaseCluster>
</DatabaseClusterList>
</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：

<appSettings>
<add key="DatabaseType" value="" />
<add key="ConnectionString" value="" />
<add key="ErrorPage" value="" />
<add key="ErrorLog" value="D:\Test\Assist\log.txt" />
<add key="ConfigFile" value="D:\Test\Assist\DeveloperSharp.xml" />
</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：

//这个属性就是用作映射负载均衡。
//其“值”需设置为前述DeveloperSharp.json/xml配置文件中某个DatabaseCluster节点的Id值。
[DeveloperSharp.Structure.Model.LoadBalance.DataSourceCluster("StudentData")]
public class StudentLB : DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer
{
//类中没有任何代码
}

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：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string NameList = "";
//第一次访问数据库
var SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
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
t_Student Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
NameList += Stu.Name;
//第二次访问数据库
SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
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
Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
NameList += Stu.Name;
//第三次访问数据库
SLB = (new StudentLB()) as DeveloperSharp.Structure.Model.DataLayer;
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
Stu = db.t_Student.Where(t => t.Id == 3).FirstOrDefault();
NameList += Stu.Name;
//输出
Console.WriteLine(NameList);
Console.ReadLine();
}
}

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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