Spring Boot (四): Druid 连接池密码加密与监控
在上一篇文章《Spring Boot (三): ORM 框架 JPA 与连接池 Hikari》 我们介绍了 JPA 与连接池 Hikari 的整合使用,在国内使用比较多的连接池还有一个是阿里开源的 Druid 。本篇文章我们就来聊一聊 Druid 的一些使用姿势。
1. Druid 是什么?
我们先来看一下官方的回答:
Druid 是 Java 语言中最好的数据库连接池。 Druid 能够提供强大的监控和扩展功能。
说 Druid 是 Java 语言中最好的数据库连接池,这个笔者个人觉得有些吹牛了,至少在性能上和我们上一篇介绍的 Hikari 是没得比的,相关的性能测试在网上能找到很多,笔者这边就不列举了。但是 Druid 在其他的一些方面就做的比较出色了,功能非常丰富:
- 可以监控数据库访问性能, Druid 内置提供了一个功能强大的StatFilter插件,能够详细统计 SQL 的执行性能,这对于线上分析数据库访问性能有帮助。
- 数据库密码加密。直接把数据库密码写在配置文件中,这是不好的行为,容易导致安全问题。 DruidDruiver 和 DruidDataSource 都支持 PasswordCallback 。
- SQL 执行日志, Druid 提供了不同的 LogFilter ,能够支持 Common-Logging 、 Log4j 和 JdkLog ,你可以按需要选择相应的 LogFilter ,监控你应用的数据库访问情况。
- 扩展 JDBC ,如果你要对 JDBC 层有编程的需求,可以通过 Druid 提供的 Filter 机制,很方便编写 JDBC 层的扩展插件。
2. Spring Boot 应用中如何使用
目前 Druid 官方为我们提供了两种使用依赖方式,一种是基于传统 Java 工程提供的依赖包, maven 坐标如下:
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid</artifactId>
<version>1.1.20</version>
</dependency>
还有一种是基于 Spring Boot 提供的依赖包, maven 坐标如下:
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.20</version>
</dependency>
下面的这种依赖包除了包含了上面的那种 Druid 基础包,还包含了 Spring Boot 自动配置的依赖包以及 sl4j-api ,我们在 Spring Boot 中使用 Druid ,当然是推荐各位读者使用第二种方式引入依赖。
3. 工程实战
3.1 创建父工程 spring-boot-jpa-druid
父工程 pom.xml 如下:
代码清单:spring-boot-jpa-druid/pom.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.8.RELEASE</version>
<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
<groupId>com.springcloud</groupId>
<artifactId>spring-boot-jpa-druid</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>spring-boot-jpa-druid</name>
<description>spring-boot-jpa-druid</description>
<properties>
<druid.version>1.1.20</druid.version>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
<version>${druid.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
- 笔者这里使用的 Druid 依赖包是
druid-spring-boot-starter
,版本号为 1.1.20。
3.2 数据库密码不加密的配置文件 application-pass.yml 如下:
代码清单:spring-boot-jpa-druid/src/main/resources/application-pass.yml
spring:
datasource:
type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
url: jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false
username: root
password: 123456
driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
druid:
# 连接池的配置信息
# 初始化时建立物理连接的个数
initial-size: 3
# 连接池最小连接数
min-idle: 3
# 连接池最大连接数
max-active: 20
# 获取连接时最大等待时间,单位毫秒
max-wait: 60000
# 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。
test-while-idle: true
# 既作为检测的间隔时间又作为testWhileIdel执行的依据
time-between-connect-error-millis: 60000
# 销毁线程时检测当前连接的最后活动时间和当前时间差大于该值时,关闭当前连接
min-evictable-idle-time-millis: 30000
# 用来检测连接是否有效的sql 必须是一个查询语句
# mysql中为 select 'x'
# oracle中为 select 1 from dual
validation-query: select 'x'
# 申请连接时会执行validationQuery检测连接是否有效,开启会降低性能,默认为true
test-on-borrow: false
# 归还连接时会执行validationQuery检测连接是否有效,开启会降低性能,默认为true
test-on-return: false
# 是否缓存preparedStatement,mysql5.5+建议开启
pool-prepared-statements: true
# 当值大于0时poolPreparedStatements会自动修改为true
max-pool-prepared-statement-per-connection-size: 20
# 合并多个DruidDataSource的监控数据
use-global-data-source-stat: false
# 配置扩展插件
filters: stat,wall,slf4j
# 通过connectProperties属性来打开mergeSql功能;慢SQL记录
connect-properties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=5000
# 定时输出统计信息到日志中,并每次输出日志会导致清零(reset)连接池相关的计数器。
time-between-log-stats-millis: 300000
# 配置DruidStatFilter
web-stat-filter:
enabled: true
url-pattern: '/*'
exclusions: '*.js,*.gif,*.jpg,*.bmp,*.png,*.css,*.ico,/druid/*'
# 配置DruidStatViewServlet
stat-view-servlet:
# 是否启用StatViewServlet(监控页面)默认值为false(考虑到安全问题默认并未启动,如需启用建议设置密码或白名单以保障安全)
enabled: true
url-pattern: '/druid/*'
# IP白名单(没有配置或者为空,则允许所有访问)
allow: 127.0.0.1,192.168.0.1
# IP黑名单 (存在共同时,deny优先于allow)
deny: 192.168.0.128
# 禁用HTML页面上的“Reset All”功能
reset-enable: false
# 登录名
login-username: admin
# 登录密码
login-password: admin
- 相关配置的含义已经写在注释中了,这里有一点要讲一下,当我们要配置统计信息(包括监控信息)
time-between-log-stats-millis
输出至日志中,合并多个DruidDataSource的监控数据use-global-data-source-stat
不可开启,否则启动会报错。 spring.datasource.druid.filters
:因为 Druid 的扩展是通过 Filter 插件的形式来开启的,这里我们开启了stat
和wall
,这俩个分别为监控和防御 SQL 注入攻击。 Druid 还提供了一些其他默认的 Filter ,如下表:
Filter类名 | 别名 |
---|---|
default | com.alibaba.druid.filter.stat.StatFilter |
stat | com.alibaba.druid.filter.stat.StatFilter |
mergeStat | com.alibaba.druid.filter.stat.MergeStatFilter |
encoding | com.alibaba.druid.filter.encoding.EncodingConvertFilter |
log4j | com.alibaba.druid.filter.logging.Log4jFilter |
log4j2 | com.alibaba.druid.filter.logging.Log4j2Filter |
slf4j | com.alibaba.druid.filter.logging.Slf4jLogFilter |
commonlogging | com.alibaba.druid.filter.logging.CommonsLogFilter |
wall | com.alibaba.druid.wall.WallFilter |
从名称上可以看出来,主要是一些编码和日志的相关 Filter 。
3.3 数据库密码加密
在生产环境中,直接在配置文件中暴露明文密码是一件非常危险的事情,出于两点考虑:对外,即使应用服务被入侵,数据库还是安全的;对内,生产环境的数据库密码理论上应该只有 dba 知道,但是代码都是在代码仓库中放着的,如果密码没有加密,每次发布前 dba 都需要手动修改配置文件后再进行打包编译。
首先,我们需要生成数据库密码的密文,需要在命令行中执行如下命令:
java -cp druid-1.0.16.jar com.alibaba.druid.filter.config.ConfigTools you_password
输出如下:
privateKey:MIIBVAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAT4wggE6AgEAAkEAh12hnaZuMe76Yb4pi7ogSAEMOcavmz7Blo8DYxeipxeZQhnrXngxc0gAQ6ORlofLWtDm6S7bI7wfDT2EFy/2DwIDAQABAkABMRjYK3vy4pi/vY3eFhBssd2qsI4hPsczjSTJfY7IC9Dc1f7g0axTM6Cx68tRUwv0rSnUiJ5EcDEhuD0JusSZAiEAwX1HpCTq8QgBV1WriHQC7Cd/9Qqp1V4yJeA/jdvXhbsCIQCzGS6wdTQCXDZKLvjRLeSUyTmmIqV/wckqdnpMUZ2BvQIgBIamr1tBt6OlTGKvoYB9NQLzhkrakCgk6ifltK7IytMCIBIbf67zipiafhqt+RYdD7lDRwLXCeiKzS3v4JmKvuP5AiEAr+zqD6sdXv7rWjqu50n+LXbWtNP/M4JzzO1mJOHEhoE=
publicKey:MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIddoZ2mbjHu+mG+KYu6IEgBDDnGr5s+wZaPA2MXoqcXmUIZ6154MXNIAEOjkZaHy1rQ5uku2yO8Hw09hBcv9g8CAwEAAQ==
password:Y464AerH8tabxQg5DlkUej6gQ64KY73ahgiPyaB0vguLBLjUEEkVu6VBueiXxcnMfVjh1Nbd+lJNUTnS1a3/xg==
这里我们需要将生成的公钥 publicKey
和密码 password
加入配置文件中, application-decrypt.yml
如下:
代码清单:spring-boot-jpa-druid/src/main/resources/application-decrypt.yml
spring:
datasource:
type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
url: jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false
username: root
# 加密后密文,原密码为 123456
password: Y464AerH8tabxQg5DlkUej6gQ64KY73ahgiPyaB0vguLBLjUEEkVu6VBueiXxcnMfVjh1Nbd+lJNUTnS1a3/xg==
driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
druid:
filter:
config:
enabled: true
connection-properties: config.decrypt=true;config.decrypt.key=MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIddoZ2mbjHu+mG+KYu6IEgBDDnGr5s+wZaPA2MXoqcXmUIZ6154MXNIAEOjkZaHy1rQ5uku2yO8Hw09hBcv9g8CAwEAAQ==
# 剩余配置省略
- 已省略部分配置,有需要的读者可以访问 Github 仓库获取。
3.4 配置文件 application.yml
如下:
代码清单:spring-boot-jpa-druid/src/main/resources/application.yml
server:
port: 8080
spring:
application:
name: spring-boot-jpa-druid
profiles:
active: decrypt
jpa:
database: mysql
show-sql: true
generate-ddl: true
database-platform: org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect
hibernate:
ddl-auto: update
properties:
hibernate:
format_sql: true
其余的测试代码同上一篇文章《Spring Boot (三): ORM 框架 JPA 与连接池 Hikari》,有兴趣的读者可以访问 Github 仓库获取,笔者这里就不一一列举了。
4. 测试
我们在主配置文件中,选择密码加密的配置文件启动,将 spring.profiles.active
配置为 decrypt
,点击启动,可以看到工程正常启动,查看控制台输出日志,其中有这么一句:
2019-09-22 21:21:54.501 INFO 16972 --- [-Log-1465691120] c.a.d.p.DruidDataSourceStatLoggerImpl : {"url":"jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","dbType":"mysql","name":"DataSource-1465691120","activeCount":0,"poolingCount":3,"poolingPeak":3,"poolingPeakTime":"2019-09-22 21:21:54","connectCount":0,"closeCount":0,"physicalConnectCount":3}
可以看到,我们配置的监控信息输出会在系统启动的时候先输出一次,我们在配置文件中配置的是每5分钟输出一次,等十分钟看一下控制台的输出信息,结果如下:
2019-09-22 21:26:54.503 INFO 16972 --- [-Log-1465691120] c.a.d.p.DruidDataSourceStatLoggerImpl : {"url":"jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","dbType":"mysql","name":"DataSource-1465691120","activeCount":0,"activePeak":1,"activePeakTime":"2019-09-22 21:21:54","poolingCount":3,"poolingPeak":3,"poolingPeakTime":"2019-09-22 21:21:54","connectCount":2,"closeCount":2,"connectionHoldTimeHistogram":[0,0,2]}
2019-09-22 21:31:54.505 INFO 16972 --- [-Log-1465691120] c.a.d.p.DruidDataSourceStatLoggerImpl : {"url":"jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","dbType":"mysql","name":"DataSource-1465691120","activeCount":0,"poolingCount":3,"connectCount":0,"closeCount":0}
2019-09-22 21:36:54.505 INFO 16972 --- [-Log-1465691120] c.a.d.p.DruidDataSourceStatLoggerImpl : {"url":"jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","dbType":"mysql","name":"DataSource-1465691120","activeCount":0,"poolingCount":3,"connectCount":0,"closeCount":0}
从时间上可以看出,确实是每5分钟会输出一次。
打开浏览器访问:http://localhost:8080/druid/ ,查看 Druid 监控页面,结果如图:
我们可以进行一些接口测试,在查看监控页面,可以看到所有的 SQL 都正常记录,如图:
同时,我们看一下后台的日志打印,是否正常打出记录的日志,截取打印部分,如下:
2019-09-22 21:51:54.506 INFO 16972 --- [-Log-1465691120] c.a.d.p.DruidDataSourceStatLoggerImpl : {"url":"jdbc:mysql://192.168.0.128:3306/test?serverTimezone=Asia/Shanghai&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","dbType":"mysql","name":"DataSource-1465691120","activeCount":0,"activePeak":1,"activePeakTime":"2019-09-22 21:47:28","poolingCount":3,"poolingPeak":3,"poolingPeakTime":"2019-09-22 21:47:28","connectCount":4,"closeCount":4,"executeCount":4,"commitCount":4,"pstmtCacheHitCount":2,"pstmtCacheMissCount":2,"startTransactionCount":4,"transactionHistogram":[0,1,2,1],"connectionHoldTimeHistogram":[0,1,0,3],"sqlList":[{"sql":"insert into user (age, nick_name, id) values (?, ?, ?)","executeCount":2,"executeMillisMax":1,"executeMillisTotal":2,"executeHistogram":[1,1],"executeAndResultHoldHistogram":[1,1],"concurrentMax":1,"updateCount":2,"updateCountMax":1,"updateHistogram":[0,2],"inTransactionCount":2},{"sql":"select usermodel0_.id as id1_0_, usermodel0_.age as age2_0_, usermodel0_.nick_name as nick_nam3_0_ from user usermodel0_ order by usermodel0_.id desc","executeCount":2,"executeMillisMax":3,"executeMillisTotal":4,"executeHistogram":[0,2],"executeAndResultHoldHistogram":[2],"concurrentMax":1,"fetchRowCount":4,"fetchRowCountMax":2,"fetchRowHistogram":[0,2],"inTransactionCount":2}]}
可以看到,日志中打印了我们执行的 SQL 相关的信息,和我们在监控页面看到的信息完全一致。
至此,测试成功,篇幅原因,一些测试过程未列出,各位感兴趣的读者朋友可以自己动手尝试一下。
5. 示例代码
6. 参考
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