Spring Boot 3.x 整合 Druid 数据库连接池（含密码加密）

1. 为什么需要数据库连接池？

在传统的数据库连接中，每一次与数据库连接都会消耗大量的系统资源和时间。数据库连接池会提前创建一定数量的数据库连接保存在池中，用来复用，避免了重复建立连接和关闭连接的开销

优点:

**提高性能和效率:**可以复用连接，减少建立连接的开销
资源管理:可以限制连接数量，防止数据库连接过大导致资源不足
连接复用:数据库连接池可以管理连接的生命周期，确保连接在需要时处于可用状态，并在不再需要时释放资源，从而减少了系统资源的浪费
连接池监控:数据库连接池通常提供了监控和管理功能，可以实时监控连接的使用情况、连接的状态和性能指标

2. 什么是 Druid 连接池？

Druid 是阿里巴巴开源的一个高性能的数据库连接池，GitHub 地址：https://github.com/alibaba/druid 。它不仅提供了传统数据库连接池的连接管理功能，还提供了一系列强大的监控和扩展功能。Druid 的优势主要体现在以下几个方面：

高性能：Druid 是基于 Java 平台开发的，使用了高效的连接池算法和多线程技术，能够提供高性能的数据库连接管理服务。
丰富的监控功能：Druid 提供了丰富的监控功能，包括连接池状态监控、SQL 执行性能监控、SQL 执行分析等，可以实时监控数据库连接的使用情况和性能指标，并生成详细的报表和图表。
安全性：Druid 内置了防 SQL 注入功能和黑名单功能，能够有效防止恶意 SQL 注入攻击和非法访问。
灵活的配置：Druid 提供了丰富的配置选项，可以灵活地配置连接池的参数和行为，满足不同场景下的需求。
可扩展性：Druid 提供了插件机制，支持自定义插件和扩展功能，开发人员可以根据需要自定义监控指标、扩展连接池的功能等。
完善的文档和社区支持：Druid 有完善的官方文档和活跃的社区支持，开发人员可以方便地获取帮助和解决问题。

3. 开始整合

3.1 添加依赖

 <properties>
	druid.version>1.2.21</druid.version>
    </properties>
     <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- Druid 数据库连接池 -->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba</groupId>
                <artifactId>druid-spring-boot-3-starter</artifactId>
                <version>${druid.version}</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

3.2 连接池配置

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver # 指定数据库驱动类
    # 数据库连接信息
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xiaohashu?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&autoReconnect=true&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root # 数据库用户名
    password: 123456 # 数据库密码
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    druid: # Druid 连接池
      initial-size: 5 # 初始化连接池大小
      min-idle: 5 # 最小连接池数量
      max-active: 20 # 最大连接池数量
      max-wait: 60000 # 连接时最大等待时间（单位：毫秒）
      test-while-idle: true
      time-between-eviction-runs-millis: 60000 # 配置多久进行一次检测，检测需要关闭的连接（单位：毫秒）
      min-evictable-idle-time-millis: 300000 # 配置一个连接在连接池中最小生存的时间（单位：毫秒）
      max-evictable-idle-time-millis: 900000 # 配置一个连接在连接池中最大生存的时间（单位：毫秒）
      validation-query: SELECT 1 FROM DUAL # 配置测试连接是否可用的查询 sql
      test-on-borrow: false
      test-on-return: false
      pool-prepared-statements: false
      web-stat-filter:
        enabled: true
      stat-view-servlet:
        enabled: true
        url-pattern: /druid/* # 配置监控后台访问路径
        login-username: admin # 配置监控后台登录的用户名、密码
        login-password: admin
      filter:
        stat:
          enabled: true
          log-slow-sql: true # 开启慢 sql 记录
          slow-sql-millis: 2000 # 若执行耗时大于 2s，则视为慢 sql
          merge-sql: true
        wall: # 防火墙
          config:
            multi-statement-allow: true

解释一下上面各项配置，都是干啥的：

type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource：指定使用 Druid 连接池。
initial-size：初始化连接池大小，即连接池启动时创建的初始化连接数。
min-idle：最小连接池数量，连接池中保持的最小空闲连接数。
max-active：最大连接池数量，连接池中允许的最大活动连接数。
max-wait：连接时最大等待时间，当连接池中的连接已经用完时，等待从连接池获取连接的最长时间，单位是毫秒。
test-while-idle：连接空闲时是否执行检查。
time-between-eviction-runs-millis：配置多久进行一次检测，检测需要关闭的连接，单位是毫秒。
min-evictable-idle-time-millis：一个连接在连接池中最小生存的时间，单位是毫秒。
max-evictable-idle-time-millis：一个连接在连接池中最大生存的时间，单位是毫秒。
validation-query：测试连接是否可用的查询 SQL。
test-on-borrow：连接从连接池获取时是否测试连接的可用性。
test-on-return：连接返回连接池时是否测试连接的可用性。
pool-prepared-statements：是否缓存 PreparedStatement，默认为 false。
web-stat-filter：用于配置 Druid 的 Web 监控功能。在这里，enabled 表示是否开启 Web 监控功能。如果设置为 true，就可以通过浏览器访问 Druid 的监控页面。
stat-view-servlet：配置 Druid 的监控后台访问路径、登录用户名和密码。
- enabled 表示是否开启监控后台功能。
- url-pattern 指定了监控后台的访问路径，即通过浏览器访问监控页面时的 URL。
- login-username 和 login-password 分别指定了监控后台的登录用户名和密码，用于访问监控后台时的身份验证。
filter：用于配置 Druid 的过滤器，包括统计过滤器和防火墙过滤器。
- stat：配置 Druid 的统计过滤器。enabled 表示是否开启统计功能，log-slow-sql 表示是否开启慢 SQL 记录，slow-sql-millis 指定了执行时间超过多少毫秒的 SQL 语句会被认为是慢 SQL，merge-sql 表示是否开启 SQL 合并功能。
- wall：配置 Druid 的防火墙过滤器。防火墙用于防止 SQL 注入攻击。在这里，config 配置了防火墙的规则，multi-statement-allow 表示是否允许执行多条 SQL 语句。

3.4 监控后台

重启认证服务，访问地址：http://localhost:8080/druid ，即可登录 Druid 监控后台, 如下图所示，用户名和密码填写刚刚 yml 文件中手动配置的：

4. 数据库密码加密

数据库连接密码加密是为了增强系统的安全性。在配置文件中，明文存储数据库连接密码存在以下几个潜在风险：

泄露风险： 如果配置文件被不当地公开或者泄露，其中包含的数据库连接密码也会暴露给不可信的第三方，从而造成数据库的安全威胁。
权限滥用： 如果系统中的某个用户拥有访问配置文件的权限，那么他就可以直接获取到数据库连接密码。如果这个用户是不可信的，就有可能滥用这个权限，对数据库进行非法操作。
审计追踪： 明文存储密码会降低系统的审计追踪能力。一旦出现安全问题，无法准确追踪是谁在何时何地使用了数据库连接密码。

为了避免以上风险，我们可以采取数据库连接密码加密的方式。加密后的密码可以在配置文件中存储，即使被泄露也不会直接暴露真实的密码，增加了攻击者破解密码的难度。

4.2 Druid 内置工具加密密码

接下来，我们将通过 Druid 内置的密码加密工具 ConfigTools，来对明文密码进行加密处理。新建一个 DruidTests 单元测试

import com.alibaba.druid.filter.config.ConfigTools;
import lombok.SneakyThrows;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;


@SpringBootTest
@Slf4j
class DruidTests {


    /**
     * Druid 密码加密
     */
    @Test
    @SneakyThrows
    void testEncodePassword() {
        // 你的密码
        String password = "123456";
        String[] arr = ConfigTools.genKeyPair(512);

        // 私钥
        log.info("privateKey: {}", arr[0]);
        // 公钥
        log.info("publicKey: {}", arr[1]);

        // 通过私钥加密密码
        String encodePassword = ConfigTools.encrypt(arr[0], password);
        log.info("password: {}", encodePassword);
    }

}

解释一下上述代码：

String password = "123456";：定义了要加密的密码。
String[] arr = ConfigTools.genKeyPair(512);：调用 ConfigTools 类的 genKeyPair 方法生成 RSA 密钥对。RSA 是一种非对称加密算法，512 表示密钥长度为 512 位。
log.info("privateKey: {}", arr[0]); 和 log.info("publicKey: {}", arr[1]);：分别打印生成的私钥和公钥。私钥用于加密，公钥用于解密。
String encodePassword = ConfigTools.encrypt(arr[0], password);：调用 ConfigTools 类的 encrypt 方法，使用生成的私钥对密码进行加密。这里将生成的私钥和密码作为参数传入，返回加密后的密码。
log.info("password: {}", encodePassword);：打印加密后的密码。

4.3 配置加密后的密码

接下来，编辑 applicaiton-dev.yml 文件，配置密码加密相关配置，如下图标注所示：

在这里插入图片描述

spring:
  datasource:
    // 省略...
    password: A2qT03X7KlL4v/F2foD6kV/Ch9gpNBWOh1qoCywanjv1AsI7f9x3iAyR9NkUKeV+FMo+halCTzy5Llbk2VOrVQ== # 数据库密码
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    druid: # Druid 连接池
      // 省略...
      connectionProperties: config.decrypt=true;config.decrypt.key=MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIaJmhsfN14oM+bghiOfARP6YgIiArekviyAOEa9Dt8spf4W38kSJShGs0NkzT3btqJB0O2o0X/yfVE8kqme1jMCAwEAAQ==
      // 省略...
      filter:
        config:
          enabled: true
        // 省略...

解释一下上述配置项：

password: A2qT03X7KlL4v/F2foD6kV/Ch9gpNBWOh1qoCywanjv1AsI7f9x3iAyR9NkUKeV+FMo+halCTzy5Llbk2VOrVQ==：这里的密码改为加密后的密码。
connectionProperties: config.decrypt=true;config.decrypt.key=MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAIaJmhsfN14oM+bghiOfARP6YgIiArekviyAOEa9Dt8spf4W38kSJShGs0NkzT3btqJB0O2o0X/yfVE8kqme1jMCAwEAAQ==：这里配置了连接属性，其中 config.decrypt=true 表示开启密码解密功能，config.decrypt.key 是用于解密的密钥，即上面单元测试生成公钥。在 Druid 连接池中，如果我们的密码已经经过了加密处理，就需要在连接属性中配置解密相关的参数，以便 Druid 能够正确解密密码，然后连接到数据库。
filter.config.enabled: true：这里配置了 Druid 连接池的 filter，其中 config 是一个配置项，enabled: true 表示开启该配置项。这个配置项通常用于配置 Druid 连接池的一些额外功能，比如密码解密等。

如果我们的密码已经经过了加密处理，就需要在连接属性中配置解密相关的参数，以便 Druid 能够正确解密密码，然后连接到数据库。
3. filter.config.enabled: true：这里配置了 Druid 连接池的 filter，其中 config 是一个配置项，enabled: true 表示开启该配置项。这个配置项通常用于配置 Druid 连接池的一些额外功能，比如密码解密等。