緩存一致性和跨服務器查詢的數據異構解決方案canal


 

      當你的項目數據量上去了之后,通常會遇到兩種情況,第一種情況應是最大可能的使用cache來對抗上層的高並發,第二種情況同樣也是需要使用分庫

分表對抗上層的高並發。。。逼逼逼起來容易,做起來並不那么樂觀,由此引入的問題,不見得你有好的解決方案,下面就具體分享下。

 

一:盡可能的使用Cache

       比如在我們的千人千面系統中,會針對商品,訂單等維度為某一個商家店鋪自動化建立大約400個數據模型,然后買家在淘寶下訂單之后,淘寶會將訂單推

送過來,訂單會在400個模型中兜一圈,從而推送更貼切符合該買家行為習慣的短信和郵件,這是一個真實的業務場景,為了應對高並發,這些模型自然都是緩

存在Cache中,模型都是從db中灌到redis的,那如果有新的模型進來了,我如何通知redis進行緩存更新呢???通常的做法就是在添加模型的時候,順便更新

redis。。。對吧,如下圖:

說的簡單,web開發的程序員會說,麻蛋的,我管你什么業務,更新你妹啊。。。我把自己的手頭代碼寫好就可以了,我要高內聚,所以你必須碰一鼻子灰。

除了一鼻子灰之后,也許你還會遇到更新database成功,再更新redis的時候失敗,可人家不管,而且錯誤日志還是別人的日志系統里面,所以你很難甚至

無法保證這個db和cache的緩存一致性,那這個時候能不能換個思路,我直接寫個程序訂閱database的binlog,從binlog中分析出模型數據的CURD操作,根

據這些CURD的實際情況更新Redis的緩存數據,第一個可以實現和web的解耦,第二個實現了高度的緩存一致性,所以新的架構是這樣的。

上面這張圖,相信大家都能看得懂,重點就是這個處理binlog程序,從binlog中分析出CURD從而更新Redis,其實這個binlog程序就是本篇所說的canal。。。

一個偽裝成mysql的slave,不斷的通過dump命令從mysql中盜出binlog日志,從而完美的實現了這個需求。

 

二:數據異構    

       本篇開頭也說到了,數據量大了之后,必然會存在分庫分表,甚至database都要分散到多台服務器上,現在的電商項目,都是業務趕着技術跑。。。

誰也不知道下一個業務會是一個怎樣的奇葩,所以必然會導致你要做一些跨服務器join查詢,你以為自己很聰明,其實DBA早就把跨服務器查詢的函數給你

關掉了,求爹爹拜奶奶都不會給你開的,除非你殺一個DBA祭天,不過如果你的業務真的很重要,可能DBA會給你做數據異構,所謂的數據異構,那就是

將需要join查詢的多表按照某一個維度又聚合在一個DB中。讓你去查詢。。。。。

 

那如果用canal來訂閱binlog,就可以改造成下面這種架構。

三:搭建一覽

     好了,canal的應用場景給大家也介紹到了,最主要是理解這種思想,人家搞不定的東西,你的價值就出來了。

 

1.  開啟mysql的binlog功能

        開啟binlog,並且將binlog的格式改為Row,這樣就可以獲取到CURD的二進制內容,windows上的路徑為:C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.7\my.ini

1 log-bin=mysql-bin #添加這一行就ok
2 binlog-format=ROW #選擇row模式
3 server_id=1 

 

 

2. 驗證binlog是否開啟

       使用命令驗證,並且開啟binlog的過期時間為30天,默認情況下binlog是不過期的,這就導致你的磁盤可能會爆滿,直到掛掉。

1 show variables like 'log_%';
2 
3 #設置binlog的過期時間為30天
4 show variables like '%expire_logs_days%';
5 set global expire_logs_days=30;

 

 3. 給canal服務器分配一個mysql的賬號權限,方便canal去偷binlog日志。

CREATE USER canal IDENTIFIED BY 'canal';    
GRANT SELECT, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'canal'@'%'; FLUSH PRIVILEGES; show grants for 'canal' 

 

4. 下載canal

 github的地址: https://github.com/alibaba/canal/releases

 

5. 然后就是各種tar解壓 canal.deployer-1.0.24.tar.gz  => canal

[root@localhost myapp]# ls apache-maven-3.5.0-bin.tar.gz dubbo-monitor-simple-2.5.4-SNAPSHOT.jar nginx tengine-2.2.0.tar.gz canal gearmand nginx-1.13.4.tar.gz tengine_st canal.deployer-1.0.24.tar.gz gearmand-1.1.17 nginx_st tomcat dubbo gearmand-1.1.17.tar.gz redis zookeeper dubbo-monitor-simple-2.5.4-SNAPSHOT maven redis-4.0.1.tar.gz zookeeper-3.4.9.tar.gz dubbo-monitor-simple-2.5.4-SNAPSHOT-assembly.tar.gz mysql-5.7.19-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz tengine [root@localhost myapp]# cd canal [root@localhost canal]# ls bin conf lib logs [root@localhost canal]# cd conf [root@localhost conf]# ls canal.properties example logback.xml spring [root@localhost conf]# cd example [root@localhost example]# ls instance.properties meta.dat [root@localhost example]# 

 

6. canal 和 instance 配置文件

     canal的模式是這樣的,一個canal里面可能會有多個instance,也就說一個instance可以監控一個mysql實例,多個instance也就可以對應多台服務器

的mysql實例。也就是一個canal就可以監控分庫分表下的多機器mysql。

 

《1》 canal.properties

      它是全局性的canal服務器配置,具體如下,這里面的參數涉及到方方面面。

#################################################
#########               common argument         ############# 
#################################################
canal.id= 1 canal.ip= canal.port= 11111 canal.zkServers= # flush data to zk canal.zookeeper.flush.period = 1000 # flush meta cursor/parse position to file canal.file.data.dir = ${canal.conf.dir} canal.file.flush.period = 1000 ## memory store RingBuffer size, should be Math.pow(2,n) canal.instance.memory.buffer.size = 16384 ## memory store RingBuffer used memory unit size , default 1kb canal.instance.memory.buffer.memunit = 1024 ## meory store gets mode used MEMSIZE or ITEMSIZE canal.instance.memory.batch.mode = MEMSIZE ## detecing config canal.instance.detecting.enable = false #canal.instance.detecting.sql = insert into retl.xdual values(1,now()) on duplicate key update x=now() canal.instance.detecting.sql = select 1 canal.instance.detecting.interval.time = 3 canal.instance.detecting.retry.threshold = 3 canal.instance.detecting.heartbeatHaEnable = false # support maximum transaction size, more than the size of the transaction will be cut into multiple transactions delivery canal.instance.transaction.size = 1024 # mysql fallback connected to new master should fallback times canal.instance.fallbackIntervalInSeconds = 60 # network config canal.instance.network.receiveBufferSize = 16384 canal.instance.network.sendBufferSize = 16384 canal.instance.network.soTimeout = 30 # binlog filter config canal.instance.filter.query.dcl = false canal.instance.filter.query.dml = false canal.instance.filter.query.ddl = false canal.instance.filter.table.error = false canal.instance.filter.rows = false # binlog format/image check canal.instance.binlog.format = ROW,STATEMENT,MIXED canal.instance.binlog.image = FULL,MINIMAL,NOBLOB # binlog ddl isolation canal.instance.get.ddl.isolation = false ################################################# ######### destinations ############# ################################################# canal.destinations= example # conf root dir canal.conf.dir = ../conf # auto scan instance dir add/remove and start/stop instance canal.auto.scan = true canal.auto.scan.interval = 5 canal.instance.global.mode = spring canal.instance.global.lazy = false #canal.instance.global.manager.address = 127.0.0.1:1099 #canal.instance.global.spring.xml = classpath:spring/memory-instance.xml canal.instance.global.spring.xml = classpath:spring/file-instance.xml #canal.instance.global.spring.xml = classpath:spring/default-instance.xml ################################################# ## mysql serverId canal.instance.mysql.slaveId = 1234 # position info,需要改成自己的數據庫信息 canal.instance.master.address = 127.0.0.1:3306 canal.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,需要改成自己的數據庫信息 canal.instance.dbUsername = root canal.instance.dbPassword = 123456 canal.instance.defaultDatabaseName = datamip canal.instance.connectionCharset = UTF-8 # table regex canal.instance.filter.regex = .*\\..* #################################################

   

    由於是全局性的配置,所以上面三處標紅的地方要注意一下:

canal.port= 11111                 當前canal的服務器端口號

canal.destinations= example      當前默認開啟了一個名為example的instance實例,如果想開多個instance,用","逗號隔開就可以了。。。

canal.instance.filter.regex = .*\\..*    mysql實例下的所有db的所有表都在監控范圍內。

 

《2》 instance.properties

      這個就是具體的某個instances實例的配置,未涉及到的配置都會從canal.properties上繼承。

#################################################
## mysql serverId
canal.instance.mysql.slaveId = 1234 # position info canal.instance.master.address = 192.168.23.1:3306 canal.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 canal.instance.dbUsername = canal canal.instance.dbPassword = canal canal.instance.defaultDatabaseName =datamip canal.instance.connectionCharset = UTF-8 # table regex canal.instance.filter.regex = .*\\..* # table black regex canal.instance.filter.black.regex = #################################################

 

    上面標紅的地方注意下就好了,去偷binlog的時候,需要知道的mysql地址和用戶名,密碼。

 

7. 開啟canal

      大家要記得把/canal/bin 目錄配置到 /etc/profile 的 Path中,方便快速開啟,通過下圖你會看到11111端口已經在centos上開啟了。

[root@localhost bin]# ls
canal.pid  startup.bat  startup.sh  stop.sh
[root@localhost bin]# pwd
/usr/myapp/canal/bin [root@localhost example]# startup.sh cd to /usr/myapp/canal/bin for workaround relative path LOG CONFIGURATION : /usr/myapp/canal/bin/../conf/logback.xml canal conf : /usr/myapp/canal/bin/../conf/canal.properties CLASSPATH :/usr/myapp/canal/bin/../conf:/usr/myapp/canal/bin/../lib/zookeeper-3.4.5.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/zkclient-0.1.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/spring-2.5.6.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/slf4j-api-1.7.12.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/protobuf-java-2.6.1.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/oro-2.0.8.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/netty-all-4.1.6.Final.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/netty-3.2.5.Final.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/logback-core-1.1.3.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/logback-classic-1.1.3.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/log4j-1.2.14.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/jcl-over-slf4j-1.7.12.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/guava-18.0.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/fastjson-1.2.28.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/commons-logging-1.1.1.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/commons-lang-2.6.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/commons-io-2.4.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/commons-beanutils-1.8.2.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.store-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.sink-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.server-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.protocol-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.parse.driver-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.parse.dbsync-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.parse-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.meta-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.instance.spring-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.instance.manager-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.instance.core-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.filter-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.deployer-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/canal.common-1.0.24.jar:/usr/myapp/canal/bin/../lib/aviator-2.2.1.jar: cd to /usr/myapp/canal/conf/example for continue [root@localhost example]# netstat -tln Active Internet connections (only servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State tcp 0 0 0.0.0.0:11111 0.0.0.0:* LISTEN  tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 192.168.122.1:53 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 127.0.0.1:631 0.0.0.0:* LISTEN tcp 0 0 127.0.0.1:25 0.0.0.0:* LISTEN tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN tcp6 0 0 ::1:631 :::* LISTEN tcp6 0 0 ::1:25 :::* LISTEN [root@localhost example]# 

 

8. Java Client 代碼

   canal driver 需要在maven倉庫中獲取一下:http://www.mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.otter/canal.client/1.0.24,不過依賴還是蠻多的。

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.otter/canal.client -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.otter</groupId>
            <artifactId>canal.client</artifactId>
            <version>1.0.24</version>
        </dependency>

 

9. 啟動java代碼進行驗證

      下面的代碼對table的CURD都做了一個基本的判斷,看看是不是能夠智能感知,然后可以根據實際情況進行redis的更新操作。。。

package com.datamip.canal;

import java.awt.Event;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.List;

import com.alibaba.otter.canal.client.CanalConnector;
import com.alibaba.otter.canal.client.CanalConnectors;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.Column;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.Entry;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.EntryType;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.EventType;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.Header;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.RowChange;
import com.alibaba.otter.canal.protocol.Message;
import com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException;

public class App {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // 第一步:與canal進行連接
        CanalConnector connector = CanalConnectors.newSingleConnector(new InetSocketAddress("192.168.23.170", 11111),
                "example", "", "");
        connector.connect();

        // 第二步:開啟訂閱
        connector.subscribe();

        // 第三步:循環訂閱
        while (true) {
            try {
                // 每次讀取 1000 條
                Message message = connector.getWithoutAck(1000);

                long batchID = message.getId();

                int size = message.getEntries().size();

                if (batchID == -1 || size == 0) {
                    System.out.println("當前暫時沒有數據");
                    Thread.sleep(1000); // 沒有數據
                } else {
                    System.out.println("-------------------------- 有數據啦 -----------------------");
                    PrintEntry(message.getEntries());
                }

                // position id ack (方便處理下一條)
                connector.ack(batchID);

            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception

            } finally {
                Thread.sleep(1000);
            }
        }
    }

    // 獲取每條打印的記錄
    @SuppressWarnings("static-access")
    public static void PrintEntry(List<Entry> entrys) {

        for (Entry entry : entrys) {

            // 第一步:拆解entry 實體
            Header header = entry.getHeader();
            EntryType entryType = entry.getEntryType();

            // 第二步: 如果當前是RowData,那就是我需要的數據
            if (entryType == EntryType.ROWDATA) {

                String tableName = header.getTableName();
                String schemaName = header.getSchemaName();

                RowChange rowChange = null;

                try {
                    rowChange = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
                } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                EventType eventType = rowChange.getEventType();

                System.out.println(String.format("當前正在操作 %s.%s, Action= %s", schemaName, tableName, eventType));

                // 如果是‘查詢’ 或者 是 ‘DDL’ 操作,那么sql直接打出來
                if (eventType == EventType.QUERY || rowChange.getIsDdl()) {
                    System.out.println("rowchange sql ----->" + rowChange.getSql());
                    return;
                }

                // 第三步:追蹤到 columns 級別
                rowChange.getRowDatasList().forEach((rowData) -> {

                    // 獲取更新之前的column情況
                    List<Column> beforeColumns = rowData.getBeforeColumnsList();

                    // 獲取更新之后的 column 情況
                    List<Column> afterColumns = rowData.getAfterColumnsList();

                    // 當前執行的是 刪除操作
                    if (eventType == EventType.DELETE) {
                        PrintColumn(beforeColumns);
                    }

                    // 當前執行的是 插入操作
                    if (eventType == eventType.INSERT) {
                        PrintColumn(afterColumns);
                    }

                    // 當前執行的是 更新操作
                    if (eventType == eventType.UPDATE) {
                        PrintColumn(afterColumns);
                    }
                });
            }
        }
    }

    // 每個row上面的每一個column 的更改情況
    public static void PrintColumn(List<Column> columns) {

        columns.forEach((column) -> {

            String columnName = column.getName();
            String columnValue = column.getValue();
            String columnType = column.getMysqlType();
            boolean isUpdated = column.getUpdated(); // 判斷 該字段是否更新

            System.out.println(String.format("columnName=%s, columnValue=%s, columnType=%s, isUpdated=%s", columnName,
                    columnValue, columnType, isUpdated));

        });

    }
}

 

<1> Update操作

 

<2> Insert操作

 

 

<3> Delete 操作

 

 

 

     從結果中看,沒毛病,有圖有真相,好了,本篇就說到這里,對於開發的你,肯定是有幫助的~~~

 


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