MySQL故障切換之應用無感知設計

時間 2019-11-21

標籤 mysql 故障切換應用感知設計欄目 MySQL 简体版

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1. 簡介

在數據庫中間件讀寫分離應用場景中，如何保證底層數據庫出現故障節點的時，中間件能夠快速斷開或遷移數據庫鏈接，讓用戶無感知。在MySQL數據庫中，提供了一個session_track_transaction_info參數來提供解決方案。由於官方文檔上沒有對該參數的說明，本文專門介紹該參數的可選值並驗證了實際的影響。數據庫

2. session_track_transaction_info參數

2.1 參數介紹

MySQL5.7中，能夠經過設置session_track_transaction_info變量來跟蹤事務的狀態。安全

該參數存在global以及session兩個級別，能夠動態修改。
該參數能夠設置的值爲0（默認OFF），1,2

/** Transaction tracking level */
enum enum_session_track_transaction_info {
  TX_TRACK_NONE      = 0,  ///< do not send tracker items on transaction info
  TX_TRACK_STATE     = 1,  ///< track transaction status
  TX_TRACK_CHISTICS  = 2   ///< track status and characteristics
};
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該參數容許設置的值爲0，1，2bash

設置爲0的時候，show variables like '%session_track_transaction_info%'顯示爲OFF，表示不開啓事務狀態跟蹤
設置爲1的時候，show variables like '%session_track_transaction_info%'顯示爲STATE，表示跟蹤事務狀態
設置爲2的時候，show variables like '%session_track_transaction_info%'顯示爲CHARACTERISTICS，表示跟蹤事務狀態和語句

2.2 參數設置影響

開啓session_track_transaction_info參數的時候，在數據庫中沒法直接查詢到事務狀態記錄。根據[WL#4797]，MySQL是將事務狀態跟蹤的信息記錄到了每個Query請求返回的OK packet中。能夠經過抓包的方式查看事務狀態信息。session

2.2.1 原生MySQL OK packet格式

OK Packet的數據包格式定義函數

類型	名字	描述
int<1>	頭部	用0x00或者0xFE表示該數據包是一個OK Packet
int	影響的行數	影響的行數
int	上次插入的id	上次插入的id
int<2>	狀態標識	若是定義了CLIENT_PROTOCOL_41,會有這一部分
int<2>	警告數量	警告的數量，若是定義了CLIENT_PROTOCOL_41,會有這一部分
int<2>	狀態標識	若是定義了CLIENT_TRANSACTIONS,會有這一部分
string	信息	人類可讀的狀態信息，若是定義了CLIENT_SESSION_TRACK，會有這一部分
string	會話狀態	會話狀態信息，若是定義了SERVER_SESSION_STATE_CHANGED,會有這一部分
string	信息	人類可讀的信息

其中int<lenenc>和string<lenenc>中的lenenc表示的是LengthEcode。spa

MySQL-5.7.19代碼中封裝OK packet的代碼部分在protocol_classic.cc文件中的net_send_ok()函數中。code

2.2.3 session_track_transaction_info 額外補充信息

session_track_transaction_info使用8個字符位來表示事務的信息，而且這8個字符信息是保存在COM_QUERY請求語句的返回數據包中的（客戶端執行一條語句，都會被封裝成MySQL協議中的COM_QUERY請求發送給server端，server端解析執行以後將結果封裝在數據包中返回）。server

位置	表示信息	具體表明含義
Place 1	Transaction	T 顯式的開啓一個事務 I 隱式的開啓一個事務（@autocommit=0） _ 沒有活躍的事務
Place 2	unsafe read	r 當前事務中讀取了非事務性存儲引擎的表 _ 當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
Place 3	transaction read	R 當前事務中讀取了事務性存儲引擎的表 _ 當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
Place 4	unsafe wirte	w 當前事務中寫入了非事務性存儲引擎的表 _ 當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
Place 5	transaction write	W 當前事務中寫入了事務性存儲引擎的表 _ 當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
Place 6	unsafe statement	s 當前事務中使用了不安全的語句，相似於UUID() _ 沒有使用相似的不安全的語句
Place 7	result-set	S 發送給了客戶端一個結果集 _ 沒有結果集
Place 8	LOCKed TABLES	L 表被顯式的經過LOCK TABLES 語句上鎖了 _ 當前事務中沒有鎖表

2.2.2 session_track_transaction_info = 0時OK packet格式解析

session_track_transaction_info=0表示不記錄事務信息，全部在server端返回的數據包中沒有事務狀態跟蹤信息。中間件

## session_track_transaction_info = 0
客戶端執行begin；封裝的數據包
06 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
62 65 67 69 6e # begin

server端返回的數據包：response 
07 00 00 # playload_length 
01 # sequence_id
00 # 頭部 0x00表示是一個OK包
00 # 影響的行數 0
00 # 上次插入的id
03000000

客戶端執行insert into t1 values(55)封裝的數據包
1a 00 00 # playload_length 
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c75657328353529 # insert into t1 values(55)

server端返回的數據包：response
07 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00010003000000

客戶端執行commit；封裝的數據包
07 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
636f6d6d6974 # commit

server端返回的數據庫包：response
07 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00000002000000
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2.2.4 session_track_transaction_info = 1時OK packet格式解析

## session_track_transaction_info = 1
客戶端執行begin；封裝的數據包
06 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
626567696e # begin

server端返回的數據包：response
14 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00 # 頭部 0x00表示是一個OK包
00 # 影響的行數 0
00 # 上次插入的id
03400000000b050908
54 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 
# 事務狀態信息 T_______
# Place 1: 54 //顯式的開啓一個事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 5f //當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表

客戶端執行insert into t1 values(111)封裝的數據包
1b 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c7565732831313129 # insert into t1 values(111)

server端返回的數據包：response
14 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00010003400000000b050908 
54 5f 5f 5f 57 5f 5f 5f # 事務狀態信息 T___W___
# Place 1: 54 //顯式的開啓一個事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 57 //當前事務中有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表

客戶端執行commit；封裝的數據包
07 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
636f6d6d6974 # commit

server端返回的數據包：response
1400000100000002400000000b050908
5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 事務狀態信息________
# Place 1: 5f //沒有活躍的事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 5f //當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表

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2.2.5 session_track_transaction_info = 2時OK packet格式解析

將session_track_transaction_info參數設置爲2的時候，會顯示更加詳細的事務狀態信息。事務

客戶端執行begin；封裝的數據包
06 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
626567696e # begin

server端返回的數據包：response
29 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
000000034000000020050908
54 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 事務狀態信息 T_______
0413125354415254205452414e53414354494f4e3b # START TRANSACTION;
# Place 1: 54 //顯式的開啓一個事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 5f //當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表


客戶端執行 insert into t1 values(222)封裝的數據包
1b 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c7565732832323229 # insert into t1 values(222)

server端返回的數據包：response
14 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00010003400000000b050908
54 5f 5f 5f 57 5f 5f 5f # 事務狀態信息 T___W___
# Place 1: 5f //沒有活躍的事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 5f //當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表


客戶端執行commit；封裝的數據包
07 00 00 # playload_length
00 # sequence_id
03 # command_type COM_QUERY
636f6d6d6974 # commit

server端返回的數據包：response
17 00 00 # playload_length
01 # sequence_id
00000002400000000e050908 
5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 事務狀態信息 ________
040100
# Place 1: 5f //沒有活躍的事務
# Place 2: 5f //當前事務中沒有讀取非事務性存儲引擎的表
# Place 3: 5f //當前事務中沒有讀取事務性存儲引擎的表
# Place 4: 5f //當前事務中沒有寫入非事務性存儲引擎的表
# Place 5: 5f //當前事務中沒有寫入事務性存儲引擎的表
# Place 6: 5f //當前事務中沒有使用不安全的語句
# Place 7: 5f //沒有結果集
# Place 8: 5f //沒有鎖表

複製代碼

3. 總結

在設置session_track_transaction_info參數以後，在MySQL的返回數據包中能夠獲取到當前鏈接的事務狀態信息。在數據庫中間件上，利用這一特性，使得MySQL故障的狀況下，可以自動遷移鏈接，減小對用戶影響。在部分場景下可以達到底層MySQL節點故障切換了，對應用來講能夠無感知的切換過去。