数据库中间件 MyCAT源码分析:【单库单表】插入

本文主要基于 MyCAT 1.6.5 正式版

  • 1. 概述
  • 2. 接收请求,解析 SQL
  • 3. 获得路由结果
  • 4. 获得 MySQL 连接,执行 SQL
  • 5. 响应执行 SQL 结果
1. 概述

内容形态以 顺序图 + 核心代码 为主。 如果有地方表述不错误或者不清晰,欢迎留言。 对于内容形态,非常纠结,如果有建议,特别特别特别欢迎您提出。 微信号:wangwenbin-server。

本文讲解 【单库单表】插入 所涉及到的代码。交互如下图:

单库单表插入简图

整个过程,MyCAT Server 流程如下:

  1. 接收 MySQL Client 请求,解析 SQL。
  2. 获得路由结果,进行路由。
  3. 获得 MySQL 连接,执行 SQL。
  4. 响应执行结果,发送结果给 MySQL Client。

我们逐个步骤分析,一起来看看源码。

2. 接收请求,解析 SQL

【单库单表】插入(01主流程)

【 1 - 2 】

接收一条 MySQL 命令。在【1】之前,还有请求数据读取、拆成单条 MySQL SQL。

【 3 】

不同 MySQL 命令,分发到不同的方法执行。核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【FrontendCommandHandler.java】
  2: public class FrontendCommandHandler implements NIOHandler {
  3: 
  4:     @Override
  5:     public void handle(byte[] data) {
  6:     
  7:         // .... 省略部分代码
  8:         switch (data[4]) // 
  9:         {
 10:             case MySQLPacket.COM_INIT_DB:
 11:                 commands.doInitDB();
 12:                 source.initDB(data);
 13:                 break;
 14:             case MySQLPacket.COM_QUERY: // 查询命令
 15:                 // 计数查询命令
 16:                 commands.doQuery();
 17:                 // 执行查询命令
 18:                 source.query(data);
 19:                 break;
 20:             case MySQLPacket.COM_PING:
 21:                 commands.doPing();
 22:                 source.ping();
 23:                 break;
 24:             // .... 省略部分case
 25:         }
 26:     }
 27: 
 28: }

INSERT/SELECT/UPDATE/DELETE 等 SQL 归属于 MySQLPacket.COM_QUERY,详细可见:《MySQL协议分析#4.2 客户端命令请求报文(客户端 -> 服务器)》。

【 4 】

将 二进制数组 解析成 SQL。核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【FrontendConnection.java】
  2: public void query(byte[] data) {
  3:     // 取得语句
  4:     String sql = null;      
  5:     try {
  6:         MySQLMessage mm = new MySQLMessage(data);
  7:         mm.position(5);
  8:         sql = mm.readString(charset);
  9:     } catch (UnsupportedEncodingException e) {
 10:         writeErrMessage(ErrorCode.ER_UNKNOWN_CHARACTER_SET, "Unknown charset '" + charset + "'");
 11:         return;
 12:     }       
 13:     // 执行语句
 14:     this.query( sql );
 15: }

【 5 】

解析 SQL 类型。核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【ServerQueryHandler.java】
  2: @Override
  3: public void query(String sql) {
  4:     // 解析 SQL 类型
  5:     int rs = ServerParse.parse(sql);
  6:     int sqlType = rs & 0xff;
  7:     
  8:     switch (sqlType) {
  9:     //explain sql
 10:     case ServerParse.EXPLAIN:
 11:         ExplainHandler.handle(sql, c, rs >>> 8);
 12:         break;
 13:     // .... 省略部分case
 14:         break;
 15:     case ServerParse.SELECT:
 16:         SelectHandler.handle(sql, c, rs >>> 8);
 17:         break;
 18:     // .... 省略部分case
 19:     default:
 20:         if(readOnly){
 21:             LOGGER.warn(new StringBuilder().append("User readonly:").append(sql).toString());
 22:             c.writeErrMessage(ErrorCode.ER_USER_READ_ONLY, "User readonly");
 23:             break;
 24:         }
 25:         c.execute(sql, rs & 0xff);
 26:     }
 27: }
 28: 
 29:
 30: // ⬇️⬇️⬇️【ServerParse.java】
 31: public static int parse(String stmt) {
 32:     int length = stmt.length();
 33:     //FIX BUG FOR SQL SUCH AS /XXXX/SQL
 34:     int rt = -1;
 35:     for (int i = 0; i < length; ++i) {
 36:         switch (stmt.charAt(i)) {
 37:         // .... 省略部分case            case 'I':
 38:         case 'i':
 39:             rt = insertCheck(stmt, i);
 40:             if (rt != OTHER) {
 41:                 return rt;
 42:             }
 43:             continue;
 44:             // .... 省略部分case
 45:         case 'S':
 46:         case 's':
 47:             rt = sCheck(stmt, i);
 48:             if (rt != OTHER) {
 49:                 return rt;
 50:             }
 51:             continue;
 52:             // .... 省略部分case
 53:         default:
 54:             continue;
 55:         }
 56:     }
 57:     return OTHER;
 58: }

【 6 】

执行 SQL,详细解析见下文,核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【ServerConnection.java】
  2: public class ServerConnection extends FrontendConnection {
  3:     public void execute(String sql, int type) {
  4:         // .... 省略代码
  5:         SchemaConfig schema = MycatServer.getInstance().getConfig().getSchemas().get(db);
  6:         if (schema == null) {
  7:             writeErrMessage(ErrorCode.ERR_BAD_LOGICDB,
  8:                     "Unknown MyCAT Database '" + db + "'");
  9:             return;
 10:         }
 11: 
 12:         // .... 省略代码
 13: 
 14:         // 路由到后端数据库,执行 SQL
 15:         routeEndExecuteSQL(sql, type, schema);
 16:     }
 17:     
 18:     public void routeEndExecuteSQL(String sql, final int type, final SchemaConfig schema) {
 19:         // 路由计算
 20:         RouteResultset rrs = null;
 21:         try {
 22:             rrs = MycatServer
 23:                     .getInstance()
 24:                     .getRouterservice()
 25:                     .route(MycatServer.getInstance().getConfig().getSystem(),
 26:                             schema, type, sql, this.charset, this);
 27: 
 28:         } catch (Exception e) {
 29:             StringBuilder s = new StringBuilder();
 30:             LOGGER.warn(s.append(this).append(sql).toString() + " err:" + e.toString(),e);
 31:             String msg = e.getMessage();
 32:             writeErrMessage(ErrorCode.ER_PARSE_ERROR, msg == null ? e.getClass().getSimpleName() : msg);
 33:             return;
 34:         }
 35: 
 36:         // 执行 SQL
 37:         if (rrs != null) {
 38:             // session执行
 39:             session.execute(rrs, rrs.isSelectForUpdate() ? ServerParse.UPDATE : type);
 40:         }
 41:         
 42:      }
 43: 
 44: }

3. 获得路由结果

【单库单表】插入(02获取路由)

【 1 - 2 】【 12 】

获得路由主流程。核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【RouteService.java】
  2: public RouteResultset route(SystemConfig sysconf, SchemaConfig schema,
  3:         int sqlType, String stmt, String charset, ServerConnection sc)
  4:         throws SQLNonTransientException {
  5:     RouteResultset rrs = null;
  6:     // .... 省略代码
  7:     int hintLength = RouteService.isHintSql(stmt);
  8:     if(hintLength != -1){ // TODO 待读:hint
  9:         // .... 省略代码
 10:         }
 11:     } else {
 12:         stmt = stmt.trim();
 13:         rrs = RouteStrategyFactory.getRouteStrategy().route(sysconf, schema, sqlType, stmt,
 14:                 charset, sc, tableId2DataNodeCache);
 15:     }
 16: 
 17:     // .... 省略代码        return rrs;
 18: }
 19: // ⬇️⬇️⬇️【AbstractRouteStrategy.java】
 20: @Override
 21: public RouteResultset route(SystemConfig sysConfig, SchemaConfig schema, int sqlType, String origSQL,
 22:         String charset, ServerConnection sc, LayerCachePool cachePool) throws SQLNonTransientException {
 23: 
 24:     // .... 省略代码
 25: 
 26:     // 处理一些路由之前的逻辑;全局序列号,父子表插入
 27:     if (beforeRouteProcess(schema, sqlType, origSQL, sc) ) {
 28:         return null;
 29:     }
 30: 
 31:     // .... 省略代码
 32: 
 33:     // 检查是否有分片
 34:     if (schema.isNoSharding() && ServerParse.SHOW != sqlType) {
 35:         rrs = RouterUtil.routeToSingleNode(rrs, schema.getDataNode(), stmt);
 36:     } else {
 37:         RouteResultset returnedSet = routeSystemInfo(schema, sqlType, stmt, rrs);
 38:         if (returnedSet == null) {
 39:             rrs = routeNormalSqlWithAST(schema, stmt, rrs, charset, cachePool,sqlType,sc);
 40:         }
 41:     }
 42: 
 43:     return rrs;
 44: }

路由 详细解析,我们另开文章,避免内容过多,影响大家对【插入】流程和逻辑的理解。

【 3 - 6 】

路由前置处理。当符合如下三种情况下,进行处理:

{ 1 } 使用全局序列号

insert into table (id, name) values (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_ID, 'name')

{ 2 } ER 子表插入 { 3 } 主键使用自增 ID 插入:

insert into table (name) values ('name')
===>
insert into table (id, name) values (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_ID, 'name')

情况 { 1 } { 3 } 情况类似,使用全局序列号。

核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【AbstractRouteStrategy.java】
  2: private boolean beforeRouteProcess(SchemaConfig schema, int sqlType, String origSQL, ServerConnection sc)
  3:         throws SQLNonTransientException {
  4:     return  // 处理 id 使用 全局序列号
  5:             RouterUtil.processWithMycatSeq(schema, sqlType, origSQL, sc)
  6:             // 处理 ER 子表
  7:             || (sqlType == ServerParse.INSERT && RouterUtil.processERChildTable(schema, origSQL, sc))
  8:             // 处理 id 自增长
  9:             || (sqlType == ServerParse.INSERT && RouterUtil.processInsert(schema, sqlType, origSQL, sc));
 10: }

RouterUtil.java 处理 SQL 考虑性能,实现会比较 C-style,代码咱就不贴了,传送门:https://github.com/YunaiV/Mycat-Server/blob/1.6/src/main/java/io/mycat/route/util/RouterUtil.java。 (?该仓库从官方 Fork,逐步完善中文注释,欢迎 Star)

【 7 - 11 】

前置路由处理全局序列号时,添加到全局序列处理器(MyCATSequnceProcessor)。该处理器会异步生成 ID,替换 SQL 内的 NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_ 正则。例如:

insert into table (id, name) values (NEXT VALUE FOR MYCATSEQ_ID, 'name')
===>
insert into table (id, name) values (868348974560579584, 'name')

异步处理完后,调用 ServerConnection#routeEndExecuteSQL(sql, type, schema) 方法重新执行 SQL。

核心代码如下:

  1: // ⬇️⬇️⬇️【RouterUtil.java】
  2: public static void processSQL(ServerConnection sc,SchemaConfig schema,String sql,int sqlType){
  3:     SessionSQLPair sessionSQLPair = new SessionSQLPair(sc.getSession2(), schema, sql, sqlType);
  4:     MycatServer.getInstance().getSequnceProcessor().addNewSql(sessionSQLPair);
  5: }
  6: // ⬇️⬇️⬇️【MyCATSequnceProcessor.java】
  7: public class MyCATSequnceProcessor {
  8:     private LinkedBlockingQueue<SessionSQLPair> seqSQLQueue = new LinkedBlockingQueue<SessionSQLPair>();
  9:     private volatile boolean running=true;
 10:     
 11:     public void addNewSql(SessionSQLPair pair) {
 12:         seqSQLQueue.add(pair);
 13:     }
 14: 
 15:     private void executeSeq(SessionSQLPair pair) {
 16:         try {
 17:             
 18:             // 使用Druid解析器实现sequence处理  @兵临城下
 19:             DruidSequenceHandler sequenceHandler = new DruidSequenceHandler(MycatServer
 20:                     .getInstance().getConfig().getSystem().getSequnceHandlerType());
 21: 
 22:             // 生成可执行 SQL :目前主要是生成 id
 23:             String charset = pair.session.getSource().getCharset();
 24:             String executeSql = sequenceHandler.getExecuteSql(pair.sql,charset == null ? "utf-8":charset);
 25: 
 26:             // 执行 SQL
 27:             pair.session.getSource().routeEndExecuteSQL(executeSql, pair.type,pair.schema);
 28:         } catch (Exception e) {
 29:             LOGGER.error("MyCATSequenceProcessor.executeSeq(SesionSQLPair)",e);
 30:             pair.session.getSource().writeErrMessage(ErrorCode.ER_YES,"mycat sequnce err." + e);
 31:             return;
 32:         }
 33:     }
 34:     
 35:     class ExecuteThread extends Thread {
 36:         
 37:         public ExecuteThread() {
 38:             setDaemon(true); // 设置为后台线程,防止throw RuntimeExecption进程仍然存在的问题
 39:         }
 40:         
 41:         public void run() {
 42:             while (running) {
 43:                 try {
 44:                     SessionSQLPair pair=seqSQLQueue.poll(100,TimeUnit.MILLISECONDS);
 45:                     if(pair!=null){
 46:                         executeSeq(pair);
 47:                     }
 48:                 } catch (Exception e) {
 49:                     LOGGER.warn("MyCATSequenceProcessor$ExecutorThread",e);
 50:                 }
 51:             }
 52:         }
 53:     }
 54: }

❓此处有个疑问:MyCATSequnceProcessor 是单线程,会不会插入性能有一定的影响?后续咱做下性能测试。

4. 获得 MySQL 连接,执行 SQL

【单库单表】插入(03执行 SQL)

【 1 - 8 】

获得 MySQL 连接。

  • PhysicalDBNode :物理数据库节点。
  • PhysicalDatasource :物理数据库数据源。

【 9 - 13 】

发送 SQL 到 MySQL Server,执行 SQL。

5. 响应执行 SQL 结果

【单库单表】插入(04执行响应)

【 1 - 4 】

处理 MySQL Server 响应数据包。

【 5 - 8 】

发送插入成功结果给 MySQL Client。

原文发布于微信公众号 - 芋道源码(YunaiV)

原文发表时间:2018-02-13

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