一、磐维数据库简介

中国移动磐维数据库（ChinaMobileDB），简称“磐维数据库”（PanWeiDB）。是中国移动信息技术中心首个基于中国本土开源数据库openGauss打造的面向ICT基础设施的自研数据库产品。具有高性能、高可靠、高安全、高兼容等特点。

目前磐维 2.0 提供两种部署方式：一种是集中式部署；另一种是分布式部署。两种部署安装方式，可参看以下两篇文字：

磐维 2.0 数据库集中式(一主两备)的安装

磐维2.0 数据库分布式部署与初步试用

一般在OLTP应用场景中，采用集中式部署，多为一主两备架构的数据库集群。如下所示：

在本篇文字中，介绍通过JDBC访问集中式一主两备磐维数据库集群。

二、JDBC简介

JDBC（Java Database Connectivity，Java数据库连接）是Java语言中用来规范客户端程序如何访问数据库的应用程序接口（执行SQL语句的Java API），可以为多种关系型数据库提供统一访问接口，Java应用程序可通过JDBC访问和操作数据库中的数据。
JDBC为访问不同类型的数据库提供了统一的公共接口（一组API），这使得Java程序员不需要针对不同类型的数据库分别开发数据库连接代码，从而大幅简化和加快了开发过程。而且对于Java应用程序，也可以方便的替换底层数据库。JDBC体系架构示意如下：

三、通过VIP访问磐维数据库集群

对于一主两备的磐维数据库集群，可以配置VIP（virtual IP address）指向主库，当发生主备库切换时，VIP将自动指向新的主库。这个VIP的功能是通过keepalived实现。大致过程如下：
当主库主机发生故障时，集群会启动故障转移机制，自动完成主备切换，将备库切换为新的主库，保证数据库服务的连续性，从而实现数据库的高可用。
在主备库切换后，keepalived会检测到主备库角色的变化，并将VIP漂动到新的主库所在主机上，使得通过VIP就可以一直访问主库（无论是原主库，还是切换后的新主库）。

通过JDBC连接VIP的url格式如下：

jdbc:postgresql://VIP:port/database_name

以下是在主/备库切换情况下，VIP自动漂移的情况：

1、原始情况是VIP在主库所在主机上

如下所示：

2、切换主库后，VIP自动漂移到新的主库上

如下所示：

在数据库集群中，VIP会飘浮在主库所在的主机。当主库发生变化时，这个VIP也会随之飘移到新主库上。
客户端通过这个VIP，就可以始终连接到主库，即使是发生主库切换，也无需客户端做配置修改，这是VIP的一个好处。
但是通过这个VIP只能访问主库，却不能访问备库，这样就无法实现对数据库集群的读写分离（即：将写任务分配给主库，将读任务分配给备库，从而实现负载均衡）因此，如果想要实现读写分离的功能，可以通过JDBC多IP连接的方式。（详见下一小节）

四、通过JDBC多IP访问磐维数据库集群

1、JDBC连接多IP的url格式及说明

JDBC连接串参考（推荐使用panweidb驱动）：

jdbc:panweidb://host1:port1,host2:port2,host3:port3/database_name?targetServerType=master&currentSchema=schema_name&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8

也可以使用postgresql驱动：

jdbc:postgresql://host1:port1,host2:port2,host3:port3/database_name?targetServerType=master&currentSchema=schema_name&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8

说明：

（1）host1:port1,host2:port2,host3:port3分别是数据库集群三节点主机的IP和数据库服务端口号；

（2）targetServerType=master 用于指定连接主库，此参数共有四种值：

•     any（此为默认值），表示尝试连接URL连接串中的任何一个数据节点。
•     master 尝试连接到URL连接串中的主库节点，如果找不到就抛出异常。
•     slave 尝试连接到URL连接串中的备库节点，如果找不到就抛出异常。
•     preferSlave 尝试连接到URL连接串中的备库节点（如果有可用的话），否则连接到主库节点。

    判断主/备库是通过执行以下SQL实现的：select local_role, db_state from pg_stat_get_stream_replications();

    这个可以通过开启参数"track_stmt_stat_level='L0,L0'"，并查看statement_history来获取。

（3）currentSchema=schema_name 设置当前连接的schema（一般为业务数据所在的schema），如果未设置，则默认schema为连接使用的用户名。这个schema_name是在“search-path”中指定要设置的schema。

（4）useUnicode=true&characterEncoding=utf-8 用于指定字符的编码方式和解码方式，防止因字符集不同而产生乱码。

2、Java程序代码及执行结果验证

（1）主要的Java程序代码

编制Java测试验证程序，思路是从配置文件中读取要连接数据库的相关参数，然后根据这些连接参数，按多IP的方式去连接数据库，并查看和验证在不同的“targetServerType”设置下，Java程序连接的是哪个节点。

主要Java代码如下：

配置文件内容如下：

（2）执行结果验证

查看数据库集群中，哪个是主库：

测试targetServerType=master的连接情况，结果如下：

测试targetServerType=slave的连接情况，结果如下：

将主库由1节点切换到2节点后，再测试targetServerType=master的连接情况，结果如下：

五、读写分离与负载均衡

1、读写分离

思路：通过设置JDBC的url中的targetServerType参数值为master或slave，来控制连接的是主库还是备库，对于写操作就指向主库，对于读操作就指向备库，从而实现读写分离的目的。

2、负载均衡

对于一套集中式数据库集群（包含1主2备三个节点：node1，node2，node3），其中node1为主节点，node2、node3为备节点。
如果希望同一应用程序上建立的连接，较为均匀的分布在三个节点上，则JDBC的url可参考如下配置：

jdbc:postgresql://node1,node2,node3/database?loadBalanceHosts=true

注意： 使用loadBalanceHosts时，若连接建立在备库上，将无法执行写操作。如果业务需要执行读写操作，请勿配置该参数。

通过JDBC连接数据库，负载均衡的测试：