SpringBoot-24-整合持久层-自定义整合DruidDataSource数据源

8.2 整合DruidDataSource数据源

Spring Boot 2.x 默认使用 HikariCP 作为数据源，在项目中导入了 Spring Boot 的 JDBC 场景启动器，便可以使用 HikariCP 数据源获取数据库连接，对数据库进行增删改查等操作。
HikariCP 是目前市面上性能最好的数据源产品，但在实际的开发过程中，企业往往更青睐于另一款数据源产品：Druid，它是目前国内使用范围最广的数据源产品。
Druid简介:Druid是阿里巴巴开源平台上一个数据库连接池实现，结合了C3PO、DBCP、PROXOOL等DB池的优点，同时加入了日志监控。Druid 支持所有 JDBC 兼容的数据库，包括 Oracle、MySQL、SQL Server 和 H2 等等。
Druid的监控功能，可以实时观察数据库连接池和 SQL 的运行情况，帮助用户及时排查出系统中存在的问题，天生就是针对监控而生的DB连接池。
Spring Boot2.0以上默认使用Hikari数据源，可以说Hikari与Driud都是当前Java Web上最优秀的数据源，我们来重点介绍Spring Boot如何集成Druid数据源，如何实现数据库监控。
com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource基本配置参数如下：

字段	默认值	说明
url		连接数据库的url，不同数据库连接字符串不一样
username		连接数据库的用户名
password		连接数据库的密码
driverClassName		数据库驱动，这一项可配可不配，默认可根据URL自动识别，Druid会根据url自动识别dbType，然后选择相应的driverClassName。
initialSize	0	启动池时创建的初始连接数，初始化发生在显示调用init方法或者第一次getConnection时。
maxAtivce	8	最大连接数
minIdle	0	最小连接数
maxWait	无限期	没有可用连接时，最大等待时间（毫秒) ,-1:无限期等待
validationQuery		检测连接是否有效的SQL,必须是一个查询语句，常用SELECT ‘X’。若validationQuery为null，则testOnBorrow、testOnReturn、testWhileIdle等配置不起作用。
validationQueryTimeout	no timeout	检测连接是否有效的超时时间(秒)。底层调用jdbc Statement对象的void setQueryTimeout(int seconds)方法
testOnBorrow	true	申请连接时执行validationQuery检测连接是否有效，做了这个配置会降低性能。
testOnReturn	false	归还连接时执行validationQuery检测连接是否有效，做了这个配置会降低性能。
testWhileIdle	false	建议配置为true，不影响性能，并且保证安全性。申请连接的时候检测，如果空闲时间大于timeBetweenEvictionRunsMillis，执行validationQuery检测连接是否有效。
timeBetweenEvictionRunsMillis	60000	有两个含义：一个是desdtroy线程会检测连接的间隔时间，如果连接空闲时间大于等于minEvictableIdleTimeMillis则关闭物理连接；另一个是testWhileIdle的判断依据，详细看testWhileIdle属性的说明，单位毫秒
minEvictableIdleTimeMillis		连接保持空闲而不被驱逐的最小时间（毫秒)
connectionInitSqls		物理连接初始化的时候执行的sql
exceptionSorter		默认根据dbType自动识别。当数据库抛出一些不可恢复的异常时，抛弃连接。
filters		属性类型是字符串，通过别名的方式配置扩展插件，常用的插件有：监控统计用的filter:stat、日志用的filter:log4j、防御sql注入的filter:wall。
proxyFilters		类型是List<com.alibaba.druid.filter.Filter>，如果同时配置了filters和proxyFilters，是组合关系，并非替换关系。
asyncInit		如果有initialSize数量较多时，打开会加快应用启动时间。
poolPreparedStatements	false	是否缓存preparedStatement，也就是PSCache。PSCache对支持游标的数据库性能提升巨大，比如说oracle。在mysql下建议关闭。
maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize	-1	要启用PSCache，必须配置大于0，当大于0时，poolPreparedStatements自动触发修改为true。在Druid中，不会存在Oracle下PSCache占用内存过多的问题，可以把这个数值配置大一些，比如说100。
removeAbandoned		当程序存在缺陷时，申请的连接忘记关闭，这时候，就存在连接泄漏了。Druid提供了RemoveAbandanded相关配置，用来关闭长时间不使用的连接。注：配置removeAbandoned对性能会有一些影响，建议怀疑存在泄漏之后再打开。在上面的配置中，如果连接超过30分钟未关闭，就会被强行回收，并且日志记录连接申请时的调用堆栈。
removeAbandonedTimeout		连接超时多长时间关闭（毫秒)
logAbandoned		关闭abandoned连接时输出错误日志。

Druid 不是 Spring Boot 内部提供的技术，它属于第三方技术，我们可以通过以下两种方式进行整合：
- 自定义整合 Druid
- 通过 starter 整合 Druid

8.2.1 自定义整合 Druid

自定义整合 Druid 是指：根据 Druid 官方文档和自身的需求，通过手动创建 Druid 数据源的方式，将 Druid 整合到 Spring Boot 中。
导入com.alibaba.druid依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid</artifactId>
    <version>1.2.11</version>
</dependency>

druid包结构：filter过滤包、mock测试用的包、pool池
Spring Boot 使用 HikariCP 作为其默认数据源，但其中有一个十分重要的条件

@ConditionalOnMissingBean(DataSource.class) 的含义是：当容器中没有 DataSource（数据源类）时，Spring Boot 才会使用 HikariCP 作为其默认数据源。也就是说，若我们向容器中添加 Druid 数据源类（DruidDataSource，继承自 DataSource）的对象时，Spring Boot 就会使用 Druid 作为其数据源，而不再使用 HikariCP。

创建一个名为 DruidConfig的配置类，并将 Druid 数据源对象添加到容器中

@Configuration
public class DruidConfig {
	//注册配置自定义的DruidDataSource，供后续后台监控和过滤使用和链接数据库执行sql使用
	//使用 @ConfigurationProperties 将配置文件中 spring.datasource 开头的配置与数据源中的属性进行绑定
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource(){
        return new DruidDataSource();
    }
}

我们一般不建议将数据源属性硬编码到代码中，而应该在配置文件中进行配置（@ConfigurationProperties 绑定） druidDataSource.setUrl(“jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimeZone=UTC”);

druidDataSource.setUsername(“root”);

druidDataSource.setPassword(“123456”);

druidDataSource.setDriverClassName(“com.mysql.cj.jdbc.Driver”);

注：配置类创建 Druid 数据源对象时，应该尽量避免将数据源信息（例如 url、username 和 password 等）硬编码到代码中，而应该通过 @ConfigurationProperties(“spring.datasource”) 注解，将 Druid 数据源对象的属性与配置文件中的以“spring.datasource”开头的配置进行绑定。

之后在application.yml,指定数据源为DruidDataSource，制定了type那么数据源就是指定的类型

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    username: root
    password: 123456
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimeZone=UTC
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

    #SpringBoot默认是不注入这些的，需要自己绑定
    #druid数据源专有配置
    initialSize: 5
    minIdle: 5
    maxActive: 20
    maxWait: 60000
    timeBetweenEvictionRunsMillis: 60000
    minEvictableIdleTimeMillis: 300000
    validationQuery: SELECT 1 FROM DUAL
    testWhileIdle: true
    testOnBorrow: false
    testOnReturn: false
    poolPreparedStatements: true

    #配置监控统计拦截的filters，stat：监控统计、log4j：日志记录、wall：防御sql注入
    #如果允许报错，java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.Log4j.Priority

    #则导入log4j 依赖就行
    filters: stat,wall,log4j2
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    useGlobalDataSourceStat: true
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=500

测试下数据源类型是否为 Druid

@SpringBootTest
class SpringbootData03ApplicationTests {

    @Autowired
    DataSource dataSource;
    @Test
    void contextLoads() throws SQLException {
        //查看默认的数据源 com.zaxxer.hikari.HikariDataSource   dbcp/c3p0/druid
        System.out.println(dataSource.getClass());
        //获得数据库链接
        Connection connection = dataSource.getConnection();
        //com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@4451f60c
        System.out.println(connection);

        //关闭链接
        connection.close();
    }
    //控制台输出
    //class com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    //com.alibaba.druid.proxy.jdbc.ConnectionProxyImpl@4645679e
}

导入springboot中自带了log4j2

<!--springboot中自带了log4j-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
</dependency>

开启 Druid 内置监控页面

Druid 内置提供了一个名为 StatViewServlet 的 Servlet，这个 Servlet 可以开启 Druid 的内置监控页面功能，展示 Druid 的统计信息，它的主要用途如下：

提供监控信息展示的 html 页面

提供监控信息的 JSON API

注意：使用 StatViewServlet，建议使用 Druid 0.2.6 以上版本。

根据 Druid 官方文档-配置_StatViewServlet 配置，StatViewServlet 是一个标准的 javax.servlet.http.HttpServlet，想要开启 Druid 的内置监控页面，需要将该 Servlet 配置在 Web 应用中的 WEB-INF/web.xml 中，web.xml 中配置如下。

<servlet>
    <servlet-name>DruidStatView</servlet-name>
    <servlet-class>com.alibaba.druid.support.http.StatViewServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>DruidStatView</servlet-name>
    <url-pattern>/druid/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

Spring Boot 项目中是没有 WEB-INF/web.xml 的，因此我们可以在配置类中，通过 ServletRegistrationBean 将 StatViewServlet 注册到容器中，来开启 Druid 的内置监控页面。如下配置
配置druid的后台监控页面(将 StatViewServlet 注入到容器中)及账户初始化信息和过滤功能的实现

package com.zk.config;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import com.alibaba.druid.support.http.StatViewServlet;
import com.alibaba.druid.support.http.WebStatFilter;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean;
import org.springframework.boot.web.servlet.ServletRegistrationBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.servlet.Filter;
import javax.sql.DataSource;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author CNCLUKZK
 * @create 2022/8/3-13:52
 */
@Configuration
public class DruidConfig {
	//注册配置自定义的DruidDataSource，供后续后台监控和过滤使用和链接数据库执行sql使用
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource(){
        return new DruidDataSource();
    }
    //后台监控: Servlet注册bean,相当于web.xml
    //springboot内置了Servlet容器，所以没有web.xml,ServletRegistrationBean这种注册bean方式是web.xml的替代
    // 但若要给Servlet容器扩展其他的功能，如：将druid监控功能的bena注册进去
    @Bean
    public ServletRegistrationBean statViewServlet(){
        //访问这个路径，就进入了后台监控页面，页面已经做好，可以访问就用
        ServletRegistrationBean<StatViewServlet> servletRegistrationBean = new ServletRegistrationBean<>(new StatViewServlet(), "/druid/*");

        Map<String, String> initParameters = new HashMap<>();

        //配置后台登陆用户,key是默认的不可改，账号密码配置和shiro和security的配置类似
        initParameters.put("loginUsername","admin");
        initParameters.put("loginPassword","123456");

        //配置谁可以访问
        //不写谁都可以访问
        //localhost只有本机访问
        //具体的人只有此人可以访问
        initParameters.put("allow","");
        //配置谁不可以访问 initParameters.put("zk","192.168.1.2");
        //设置初始化参数
        servletRegistrationBean.setInitParameters(initParameters);

        return servletRegistrationBean;
    }

    //过滤功能
    @Bean
    public FilterRegistrationBean filterRegistrationBean(){
        FilterRegistrationBean<Filter> filterFilterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean<>();
        //设置一个com.alibaba.druid.support.http.WebStatFilter过滤器
        filterFilterRegistrationBean.setFilter(new WebStatFilter());

        //可以过滤那些请求
        Map<String, String> initParameters = new HashMap<>();
        //key从WebStatFilter中获取
        //这些静态资源不进行过滤
        initParameters.put("exclusions","*.js,*.css,/druid/*");
        filterFilterRegistrationBean.setInitParameters(initParameters);
        return filterFilterRegistrationBean;
    }
}

然后访问http://127.0.0.1:8080/druid/输入账号密码(admin/123456)进入，可以看到druid的监控后台

开启开启 SQL 监控，Druid 内置提供了一个 StatFilter，通过它可以开启 Druid 的 SQL 监控功能，对 SQL 进行监控。
StatFilter 的别名是 stat，这个别名的映射配置信息保存在 druid-xxx.jar!/META-INF/druid-filter.properties 中。Druid 官方文档-配置_StatFilter 中给出了在 Spring 中配置该别名（stat）开启 Druid SQL 监控的方式，配置如下。

<bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource" init-method="init" destroy-method="close">
... ...
<property name="filters" value="stat" />
</bean>

所以只要在 dataSource 的 Bean 中添加一个取值为“stat”的“filters”属性，就能开启 Druid SQL 监控，因此我们只要将该配置转换为在配置类中进行即可。

 //注册配置自定义的DruidDataSource，供后续后台监控和过滤使用和链接数据库执行sql使用
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource(){
         DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();
        //设置 filters 属性值为 stat，开启 SQL 监控
        druidDataSource.setFilters("stat");
        return druidDataSource; 
    }

但一般我们配置在application.yml文件中，即

#配置监控统计拦截的filters，stat：监控统计、log4j：日志记录、wall：防御sql注入
    #如果允许报错，java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.Log4j.Priority

    #则导入log4j 依赖就行
    filters: stat,wall,log4j2
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    useGlobalDataSourceStat: true
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=500

然后在访问下业务功能http://127.0.0.1:8080/userList，控制器如下，数据库数据可以自定义

@RestController
public class JdbcController {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @GetMapping("/userList")
    public List<Map<String, Object>> getUserList(){
        //查询数据库的所有信息
        //没有实体类，数据库中的东西，怎么获取？Map
        String sql = "select * from jdbcstudy.users";
        List<Map<String, Object>> maps = jdbcTemplate.queryForList(sql);
        return maps;
    }
 }

访问 Druid 的内置监控页面，切换到 SQL 监控模块，可以看到 Druid SQL 监控已经开启，然后发现sql监控台出现了这条sql的执行记录

开启防火墙
Druid 内置提供了一个 WallFilter，使用它可以开启防火墙功能，防御 SQL 注入攻击。
WallFilter 的别名是 wall，这个别名映射配置信息保存在 druid-xxx.jar!/META-INF/druid-filter.properties 中。Druid 官方文档-配置 wallfilter 中给出了在 Spring 中使用该别名（wall）开启防火墙的方式，配置如下。

<bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource" init-method="init" destroy-method="close">
... ...
<property name="filters" value="wall" />
</bean>

WallFilter 可以结合其他 Filter 一起使用，例如：
所以只要在 dataSource 的 Bean 中添加一个取值为“wall”的“filters”属性，就能开启 Druid 的防火墙功能，因此我们只需要在配置类中为 dataSource 的 filters 属性再添加一个“wall”即可（多个属性值之间使用逗号“，”隔开），也可以在application.yml文件中配置。

//注册配置自定义的DruidDataSource，供后续后台监控和过滤使用和链接数据库执行sql使用
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource(){
         DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();
        //设置 filters 属性值为 stat，开启 SQL 监控
        druidDataSource.setFilters("stat","wall");
        return druidDataSource; 
    }

#配置监控统计拦截的filters，stat：监控统计、log4j：日志记录、wall：防御sql注入
    #如果允许报错，java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.Log4j.Priority

    #则导入log4j 依赖就行
    filters: stat,wall,log4j2
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    useGlobalDataSourceStat: true
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=500

访问 Druid 的内置监控页面，切换到 SQL 防火墙，可以看到 Druid 防火墙已经开启，如下图

开启 Web-JDBC 关联监控
Druid 还内置提供了一个名为 WebStatFilter 的过滤器，它可以用来监控与采集 web-jdbc 关联监控的数据。
根据 Druid 官方文档-配置_配置WebStatFilter，想要开启 Druid 的 Web-JDBC 关联监控，只需要将 WebStatFilter 配置在 Web 应用中的 WEB-INF/web.xml 中即可，web.xml 配置如下。

<filter>
    <filter-name>DruidWebStatFilter</filter-name>
    <filter-class>com.alibaba.druid.support.http.WebStatFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>exclusions</param-name>
        <param-value>*.js,*.gif,*.jpg,*.png,*.css,*.ico,/druid/*</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>DruidWebStatFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

Spring Boot 项目中是没有 WEB-INF/web.xml 的，但是我们可以在配置类中，通过 FilterRegistrationBean 将 WebStatFilter 注入到容器中，来开启 Druid 的 Web-JDBC 关联监控。

//过滤功能
// 向容器中添加 WebStatFilter
//开启内置监控中的 Web-jdbc 关联监控的数据
    @Bean
    public FilterRegistrationBean filterRegistrationBean(){
        FilterRegistrationBean<Filter> filterFilterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean<>();
        //设置一个com.alibaba.druid.support.http.WebStatFilter过滤器
        filterFilterRegistrationBean.setFilter(new WebStatFilter());
        //监控所有的访问
        filterFilterRegistrationBean.setUrlPatterns(Arrays.asList("/*"));
        //可以过滤那些请求
        Map<String, String> initParameters = new HashMap<>();
        //key从WebStatFilter中获取

        //这些静态资源不进行过滤
        initParameters.put("exclusions","*.js,*.css,/druid/*");
        filterFilterRegistrationBean.setInitParameters(initParameters);

        return filterFilterRegistrationBean;
    }