我是如何一步一步監控公司MySQL的每一個操作？
作為一個程序員，閑下來還是喜歡學習鉆研一些新奇的技術，canal就成了很好的研究對象，一不小心就監控了公司MySQL的一舉一動的
一、canal是個啥？
canal是阿里開發的一款基于數據庫增量日志解析，提供增量數據訂閱與消費的框架，整個框架純JAVA開發，目前僅支持Mysql和MariaDB（和mysql類似）。
那什么是數據庫增量日志？
MySQL的日志種類是比較多的，主要包含：錯誤日志、查詢日志、慢查詢日志、事務日志、二進制日志。而MySQL數據庫所發生的數據變更（DML（data manipulation language）數據操縱語言，也就是我們熟悉的增刪改），都會以二進制日志(binary log)形式存儲。
二、canal原理
在介紹canal原理之前，我們先來回顧一下MySQL主從同步的原理，這或許會讓你更好的理解canal的工作機制。
1、MySQL主從同步原理：
MySQL主從同步也叫讀寫分離，可以提升數據庫的負載和容錯能力，實現數據庫的高可用
先來分析一張MySQL主從同步原理圖：
以上圖片源自網絡，如有侵權聯系刪除
master節點操作過程：
當master節點數據發生更改后（delete、update、insert，還是創建函數、存儲過程等操作），向binary log中寫入記錄日志，這些記錄又叫做二進制日志事件（binary log events）。
- show binlog events
這些事件會按照順序寫入bin log中。當slave節點啟動連接到master節點的時候，master節點會為slave節點開啟binlog dump線程（負責傳輸binlog數據）。
一旦master節點的bin log發生變化時，bin logdump線程會通知slave節點有可以傳輸的binlog，并將相應的bin log內容發送給slave節點。
slave節點操作過程：
slave節點上會創建兩個線程：一個I/O線程，一個SQL線程。I/O線程連接到master節點，master節點上的binlog dump 線程會將binlog的內容發送給該I\O線程。
該I/O線程接收到binlog內容后，再將內容寫入到本地的relay log。而sql線程讀取到I/O線程寫入的ralay log，將relay log中的內容寫入slave數據庫。
2、canal原理
懂了上邊MySQL的主從同步原理，canal的工作機制就很好理解了。
其實canal是模擬了MySQL數據庫中，slave節點與master節點的交互協議，偽裝自己為MySQL slave節點，向MySQL master節點發送dump協議，MySQL master節點收到dump請求，開始推送binary log給slave節點(也就是canal)。
以上圖片源自網絡，如有侵權聯系刪除
光說不練假把式，開干！
三、canal實現“監控”MySQL
在寫代碼前我們先對MySQL進行一下改造，安裝MySQL就不再細說了，基本操作。
1、查看一下MySQL是否開啟了binary log功能
- show binary logs
如果沒有開啟是圖中的狀態，一般用戶是沒有這個命令權限的，不過我有，嘖嘖嘖！
如果沒有需要手動開啟，并且在my.cnf文件中配置binlog-format 為Row模式
- log-bin=mysq-bin
- binlog-format=Row
log-bin是binlog文件存放位置
binlog-format 設置MySQL復制log-bin的方式
MySQL的三種復制方式：
基于SQL語句的復制(statement-based replication, SBR)
- 優點：將修改數據的sql保存在binlog，不需要記錄每一條sql和數據變化，binlog體量會很小，IO開銷少，性能好
- 缺點：會導致master-slave中的數據不一致
基于行的復制(row-based replication, RBR)
- 優點：不記錄每條sql語句的上下文信息，僅需記錄哪條數據被修改了，修改成什么樣了
- 缺點：binlog體積很大，尤其是在alter table屬性時，會產生大量binlog數據
混合模式復制(mixed-based replication, MBR)
- 對應的，binlog的格式也有三種：STATEMENT，ROW，MIXED。
2、為canal 創建一個有權限操作MySQL的用戶
- CREATE USER canal IDENTIFIED BY 'canal';
- GRANT SELECT, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'canal'@'%';
- -- GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'canal'@'%' ;
- FLUSH PRIVILEGES;
3、安裝canal
下載地址：https://github.com/alibaba/canal/releases
下載后選擇版本例如：canal.deployer-xxx.tar.gz
4、配置canal
修改instance.properties文件，需要添加監聽數據庫和表的規則，canal可以全量監聽數據庫，也可以針對某個表進行監聽，比較靈活。
- vim conf/example/instance.properties
- #################################################
- ## mysql serverId
- canal.instance.mysql.slaveId = 2020
- # position info 修改自己的數據庫（canal要監聽的數據庫 地址 ）
- canal.instance.master.address = 127.0.0.1:3306
- canalcanal.instance.master.journal.name =
- canal.instance.master.position =
- canal.instance.master.timestamp =
- #canal.instance.standby.address =
- #canal.instance.standby.journal.name =
- #canal.instance.standby.position =
- #canal.instance.standby.timestamp =
- # username/password 修改成自己 數據庫信息的賬號 （單獨開一個 準備階段創建的賬號）
- canalcanal.instance.dbUsername = canal
- canalcanal.instance.dbPassword = canal
- canalcanal.instance.defaultDatabaseName =
- canal.instance.connectionCharset = UTF-8
- # table regex 表的監聽規則
- # canal.instance.filter.regex = blogs\.blog_info
- canal.instance.filter.regex = .\*\\\\..\*
- # table black regex
- canal.instance.filter.black.regex =
啟動canal
- sh bin/startup.sh
看一下server日志，確認一下canal是否正常啟動
- vi logs/canal/canal.log
顯示canal server is running now即為成功
- 2020-01-08 15:25:33.361 [main] INFO com.alibaba.otter.canal.deployer.CanalLauncher - ## start the canal server.
- 2020-01-08 15:25:33.468 [main] INFO com.alibaba.otter.canal.deployer.CanalController - ## start the canal server[192.168.12.245:11111]
- 2020-01-08 15:25:34.061 [main] INFO com.alibaba.otter.canal.deployer.CanalLauncher - ## the canal server is running now ......
5、編寫Java客戶端代碼，實現canal監聽
引入依賴包
- <dependency>
- <groupId>com.alibaba.otter</groupId>
- <artifactId>canal.client</artifactId>
- <version>1.1.0</version>
- </dependency>
這里只是簡單實現
- public class MainApp {
- public static void main(String... args) throws Exception {
- /**
- * 創建與
- */
- CanalConnector connector = CanalConnectors.newSingleConnector(new InetSocketAddress(AddressUtils.getHostIp(),
- 11111), "example", "", "");
- int batchSize = 1000;
- int emptyCount = 0;
- try {
- connector.connect();
- /**
- * 監控數據庫中所有表
- */
- connector.subscribe(".*\\..*");
- /**
- * 指定要監控的表，庫名.表名
- */
- //connector.subscribe("xin-master.jk_order");
- connector.rollback();
- //120次心跳過后未檢測到，跳出
- int totalEmptyCount = 120;
- while (emptyCount < totalEmptyCount) {
- Message message = connector.getWithoutAck(batchSize); // 獲取指定數量的數據
- long batchId = message.getId();
- int size = message.getEntries().size();
- if (batchId == -1 || size == 0) {
- emptyCount++;
- System.out.println("empty count : " + emptyCount);
- try {
- Thread.sleep(1000);
- } catch (InterruptedException e) {
- }
- } else {
- emptyCount = 0;
- // System.out.printf("message[batchId=%s,size=%s] \n", batchId, size);
- printEntry(message.getEntries());
- }
- /**
- * 提交確認
- */
- connector.ack(batchId);
- /**
- * 處理失敗, 回滾數據
- */
- connector.rollback(batchId);
- }
- System.out.println("empty too many times, exit");
- } finally {
- connector.disconnect();
- /**
- * 手動開啟事務回滾
- */
- //TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
- }
- }
- private static void printEntry(List<CanalEntry.Entry> entrys) {
- for (CanalEntry.Entry entry : entrys) {
- if (entry.getEntryType() == CanalEntry.EntryType.TRANSACTIONBEGIN || entry.getEntryType() == CanalEntry
- .EntryType
- .TRANSACTIONEND) {
- continue;
- }
- CanalEntry.RowChange rowChage = null;
- try {
- rowChage = CanalEntry.RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
- } catch (Exception e) {
- throw new RuntimeException("ERROR ## parser of eromanga-event has an error , data:" + entry.toString(),
- e);
- }
- CanalEntry.EventType eventType = rowChage.getEventType();
- System.out.println(String.format("================> binlog[%s:%s] , name[%s,%s] , eventType : %s",
- entry.getHeader().getLogfileName(), entry.getHeader().getLogfileOffset(),
- entry.getHeader().getSchemaName(), entry.getHeader().getTableName(),
- eventType));
- for (CanalEntry.RowData rowData : rowChage.getRowDatasList()) {
- if (eventType == CanalEntry.EventType.DELETE) {
- printColumn(rowData.getBeforeColumnsList());
- } else if (eventType == CanalEntry.EventType.INSERT) {
- printColumn(rowData.getAfterColumnsList());
- } else {
- System.out.println("-------> before");
- printColumn(rowData.getBeforeColumnsList());
- System.out.println("-------> after");
- printColumn(rowData.getAfterColumnsList());
- }
- }
- }
- }
- private static void printColumn(List<CanalEntry.Column> columns) {
- for (CanalEntry.Column column : columns) {
- System.out.println(column.getName() + " : " + column.getValue() + " update=" + column.getUpdated());
- }
- }
- }
代碼到這就編寫完成了，我們啟動服務看下是什么效果，由于并沒有操作數據庫，所以監聽的結果都是空的。
接下來我們在數據庫執行一條update語句試試
- update jk_orderset order_no = '1111' where id = 40
控制臺檢測到了數據庫的修改，并生成binlog 日志文件mysql-bin.000009:3830
那么生成的binlog 文件該怎么用，如何解析成SQl語句呢？
- <!-- mysql binlog解析 -->
- <dependency>
- <groupId>com.github.shyiko</groupId>
- <artifactId>mysql-binlog-connector-java</artifactId>
- <version>0.13.0</version>
- </dependency>
將剛才的binlog文件下載本地測試一下
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- String filePath = "C:\\ProgramData\\MySQL\\MySQL Server 5.7\\Data\\mysql-bin.000009:3830";
- File binlogFile = new File(filePath);
- EventDeserializer eventDeserializer = new EventDeserializer();
- eventDeserializer.setChecksumType(ChecksumType.CRC32);
- BinaryLogFileReader reader = new BinaryLogFileReader(binlogFile, eventDeserializer);
- try {
- for (Event event; (event = reader.readEvent()) != null; ) {
- System.out.println(event.toString());
- }
- } finally {
- reader.close();
- }
- }
查看一下執行結果，發現數據庫最近的一次操作是加了一個idx_index索引
- Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1551325542000, eventType=ANONYMOUS_GTID, serverId=1, headerLength=19, dataLength=46, nextPosition=8455, flags=0}, data=null}
- Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1551325542000, eventType=QUERY, serverId=1, headerLength=19, dataLength=190, nextPosition=8664, flags=0}, data=QueryEventData{threadId=25, executionTime=0, errorCode=0, database='xin-master', sql='ALTER TABLE `jk_order`
- DROP INDEX `idx_index` ,
- ADD INDEX `idx_index` (`user_id`, `service_id`, `real_price`) USING BTREE'}}
- Event{header=EventHeaderV4{timestamp=1551438586000, eventType=STOP, serverId=1, headerLength=19, dataLength=4, nextPosition=8687, flags=0}, data=null}
至此我們就已經實現了監控MySQL
四、canal應用場景
canal應用場景大致有以下：
- 解決MySQL主從同步延遲的問題
- 實現數據庫實時備份
- 多級索引 (賣家和買家各自分庫索引)
- 實現業務cache刷新
- 價格變化等重要業務消息
重點分析一下canal是如何解決MySQL主從同步延遲的問題
生產環境下MySQL的主從同步模式（maser-slave）很常見，但對于跨機房部署的集群，會出現同步延時的情況。舉個栗子：
一條訂單狀態是未付款，master節點修改成已付款，可由于某些原因出現延遲數據未能及時同步到slave，這時用戶立即查看訂單狀態（查詢走slave）顯示還是未付款，哪個用戶看到這種情況不得慌啊。
為什么會出現主從同步延遲呢？
當主庫master的TPS并發較高時，master節點并發產生的修改操作，而slave節點的sql線程是單線程處理同步數據，延時自然而言就產生了。
不過造成主從同步的原因不止這些，由于主從服務器存在跨機器并且跨機房，除了網絡帶寬原因之外，網絡的穩定性以及機器之間的同步，都是主從同步應該考慮的主要原因。
總結
本文只是簡單實現canal監聽數據庫的功能，旨在給大家提供一種解決問題的思路，還是反復絮叨的那句話，解決問題的技術方法很對，具體如何應用還需結合具體業務。
