SpringBoot与Calcite整合，实现多数据源统一查询系统

2025-04-27 10:40:42 栏目：宝塔面板 1 阅读

最近，接到一个电商系统的兼职小单，其中订单信息存储在MySQL数据库，而用户信息存储在PostgreSQL数据库。客户那边想有一个统一查询接口，可以通过SQL查询同时获取这两个数据源的信息。

为什么选择Apache Calcite？

简化开发流程

抽象层次高: Apache Calcite 提供了高层次的抽象，使得开发者可以专注于业务逻辑，而不必处理底层的数据库连接和查询执行细节。
减少重复工作: 通过使用Calcite，可以避免重复造轮子，节省开发时间和成本。

强大的SQL解析和优化能力

SQL标准支持: Apache Calcite 支持多种SQL方言（如MySQL、PostgreSQL等），可以无缝地处理不同数据库的SQL语句。
查询优化: 内置的查询优化器可以根据不同的数据源特性进行智能优化，提高查询性能。

灵活性和可扩展性

自定义模式和表: 可以通过编程方式动态地添加和管理多个数据源，每个数据源可以有不同的模式和表结构。
插件机制: 支持各种插件，可以根据需求灵活扩展功能，例如自定义函数、聚合操作等。

高性能

内存计算: Apache Calcite 支持内存中的数据处理，减少了I/O开销，提高了查询速度。
分布式计算: 虽然本项目主要关注单机版实现，但Apache Calcite也可以扩展到分布式环境中，支持大规模数据集的处理。

集成性强

与其他工具集成: 支持与其他大数据工具和技术栈（如Apache Flink、Presto等）集成，形成完整的数据分析解决方案。

哪些公司使用了Apache Calcite？

Google 在其内部的一些数据处理系统中使用 Apache Calcite，特别是在需要高性能和灵活性的场景下。
IBM 在其数据仓库和分析解决方案中使用 Apache Calcite，以提高查询性能和灵活性。
Intel 使用 Apache Calcite 来支持其大数据分析工具和解决方案，特别是在内存计算方面。
Alibaba Cloud: 阿里巴巴云在其大数据平台中使用 Apache Calcite 提供强大的查询优化和执行能力。
MaxCompute (ODPS): 阿里巴巴的大规模数据计算服务 MaxCompute 使用 Calcite 进行 SQL 查询处理。
Elasticsearch 的某些高级功能，如 Kibana 中的复杂查询，依赖于 Apache Calcite 进行 SQL 解析和优化。
Netflix 使用 Apache Calcite 来构建其内部的数据虚拟化层，支持复杂的查询和数据分析需求。
Microsoft 在其一些大数据产品和服务中使用 Apache Calcite，例如 Azure Synapse Analytics。
Teradata 使用 Apache Calcite 来增强其数据库系统的查询优化和执行性能。
Uber 使用 Apache Calcite 来处理其庞大的数据集，并支持复杂的查询和数据分析需求。

应用场景

数据虚拟化

虚拟数据层: 创建一个虚拟的数据层，将分散在不同系统中的数据集中起来，提供统一的视图。
动态数据源管理: 动态地添加和管理数据源，支持灵活的数据架构设计。

商业智能 (BI) 工具

报表生成: 作为 BI 工具的核心组件，支持复杂的报表生成和数据分析。
自助服务分析: 提供自助服务分析功能，允许非技术人员进行数据探索和分析。

机器学习与人工智能

特征工程: 在机器学习管道中使用 Calcite 进行特征提取和数据准备。
模型训练: 结合其他 AI 框架，利用 Calcite 进行大规模数据集的查询和处理。

多数据源查询

统一接口访问多个数据库: 允许用户通过单一接口查询存储在不同数据库（如 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等）中的数据。
联合查询: 支持跨数据源的复杂 SQL 查询，例如从不同的数据库中获取相关联的数据。

大数据平台集成

与 Hadoop 生态系统集成: 与 Hive、HBase、Druid 等大数据工具结合，提供统一的查询接口。
流处理与批处理: 支持 Apache Flink 和 Apache Beam 等流处理框架，实现实时数据分析。

嵌入式数据库

轻量级数据库引擎: 提供一个轻量级的 SQL 引擎，适用于嵌入式应用程序和内存数据库。
内存计算: 利用内存计算加速查询性能，适合需要快速响应的应用场景。

数据湖解决方案

统一元数据管理: 提供统一的元数据管理和查询接口，方便数据湖的建设和维护。
多样化数据格式支持: 支持多种数据格式（如 JSON、Parquet、ORC 等），满足不同类型的数据存储需求。

代码实操


    
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-web
    

    
    
        org.apache.calcite
        calcite-core
        1.32.0
    

    
    
        com.zaxxer
        HikariCP
    

    
    
        mysql
        mysql-connector-java
        runtime
    

    
    
        org.postgresql
        postgresql
        runtime
    

    
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-test
        test

application.yml

spring:
  datasource:
    order-db:
      url:jdbc:mysql://localhost:3306/order_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
      username:root
      password:root
      driver-class-name:com.mysql.cj.jdbc.Driver
    user-db:
      url:jdbc:postgresql://localhost:5432/user_db
      username:postgres
      password:postgres
      driver-class-name:org.postgresql.Driver

jpa:
    show-sql:true
    hibernate:
      ddl-auto:update
    properties:
      hibernate:
        dialect:org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect

数据源配置

package com.example.multids.config;

import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.sql.DataSource;

@Configuration
publicclass DataSourceConfig {

    @Bean(name = "mysqlDataSource")
    public DataSource mysqlDataSource() {
        // 配置MySQL数据源
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/order_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC");
        config.setUsername("root");
        config.setPassword("root");
        returnnew HikariDataSource(config);
    }

    @Bean(name = "postgresDataSource")
    public DataSource postgresDataSource() {
        // 配置PostgreSQL数据源
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:postgresql://localhost:5432/user_db");
        config.setUsername("postgres");
        config.setPassword("postgres");
        returnnew HikariDataSource(config);
    }
}

自定义数据源工厂

package com.example.multids.factory;

import com.example.multids.schema.MySchemas;
import org.apache.calcite.adapter.jdbc.JdbcSchema;
import org.apache.calcite.adapter.java.ReflectiveSchema;
import org.apache.calcite.config.Lex;
import org.apache.calcite.jdbc.CalciteConnection;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

publicclass DataSourceFactory {

    public static CalciteConnection createConnection(DataSource mysqlDataSource, DataSource postgresDataSource) throws SQLException {
        // 定义Calcite模型JSON字符串
        String modelJson = "{
" +
                "  "version": "1.0",
" +
                "  "defaultSchema": "my_schemas",
" +
                "  "schemas": [
" +
                "    {
" +
                "      "name": "my_schemas",
" +
                "      "type": "custom",
" +
                "      "factory": "" + ReflectiveSchema.Factory.class.getName() + "",
" +
                "      "operand": {
" +
                "        "class": "" + MySchemas.class.getName() + ""
" +
                "      }
" +
                "    }
" +
                "  ]
" +
                "}";
        
        // 创建Calcite连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:calcite:model=" + modelJson);
        CalciteConnection calciteConnection = connection.unwrap(CalciteConnection.class);

        // 获取根模式并添加子模式
        SchemaPlus schema = calciteConnection.getRootSchema().getSubSchema("my_schemas");
        schema.add("orders", JdbcSchema.create(calciteConnection.getRootSchema(), "orders", mysqlDataSource, null, Lex.MYSQL));
        schema.add("users", JdbcSchema.create(calciteConnection.getRootSchema(), "users", postgresDataSource, null, Lex.POSTGRESQL));

        return calciteConnection;
    }
}

自定义模式

package com.example.multids.schema;

import org.apache.calcite.schema.impl.AbstractSchema;

import java.util.Map;

public class MySchemas extends AbstractSchema {
    @Override
    protected Map getTableMap() {
        // 返回表映射，这里不需要额外处理
        return super.getTableMap();
    }
}

查询控制器

package com.example.multids.controller;

import com.example.multids.factory.DataSourceFactory;
import org.apache.calcite.jdbc.CalciteConnection;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@RestController
publicclass QueryController {

    privatefinal DataSource mysqlDataSource;
    privatefinal DataSource postgresDataSource;

    @Autowired
    public QueryController(@Qualifier("mysqlDataSource") DataSource mysqlDataSource,
                           @Qualifier("postgresDataSource") DataSource postgresDataSource) {
        this.mysqlDataSource = mysqlDataSource;
        this.postgresDataSource = postgresDataSource;
    }

    @GetMapping("/query")
    public List> query(@RequestParam String sql) throws SQLException {
        // 创建Calcite连接
        CalciteConnection connection = DataSourceFactory.createConnection(mysqlDataSource, postgresDataSource);
        Statement statement = connection.createStatement();
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);

        // 处理查询结果
        List> result = new ArrayList<>();
        while (resultSet.next()) {
            int columnCount = resultSet.getMetaData().getColumnCount();
            List row = new ArrayList<>();
            for (int i = 1; i <= columnCount; i++) {
                row.add(resultSet.getString(i));
            }
            result.add(row);
        }

        // 关闭资源
        resultSet.close();
        statement.close();
        connection.close();

        return result;
    }
}

Application

package com.example.multids;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class MultidsApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MultidsApplication.class, args);
    }
}

测试

MySQL orders 表

CREATE TABLE orders (
    id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    amount DECIMAL(10, 2),
    order_date DATETIME
);

PostgreSQL users 表

CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    email VARCHAR(100)
);

测试执行一个联合查询，从两个不同的数据源中获取数据，SQL语句是:

SELECT o.id AS order_id, u.name AS user_name, o.amount, o.order_date
FROM orders o
JOIN users u ON o.user_id = u.id;

测试结果

$ curl -X GET "http://localhost:8080/query?sql=SELECT%20o.id%20AS%20order_id,%20u.name%20AS%20user_name,%20o.amount,%20o.order_date%20FROM%20orders%20o%20JOIN%20users%20u%20ON%20o.user_id%20=%20u.id"

[
    ["1", "Alice", "199.99", "2025-04-10 21:30:00"],
    ["2", "Bob", "250.75", "2025-04-10 20:45:00"]
]

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