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数据库中间件 MyCAT源码分析:【单库单表】插入

2018-02-13 芋艿 芋道源码

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


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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。


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