数据库路由中间件MyCat - 源代码篇（8）

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3. 连接模块

3.5 后端连接

对于后端连接，我们只关心MySQL的。
从后端连接工厂开始MySQLConnectionFactory.java：

public MySQLConnection make(MySQLDataSource pool, ResponseHandler handler,
            String schema) throws IOException {        //DBHost配置
        DBHostConfig dsc = pool.getConfig();        //根据是否为NIO返回SocketChannel或者AIO的AsynchronousSocketChannel
        NetworkChannel channel = openSocketChannel(MycatServer.getInstance()
                .isAIO());        //新建MySQLConnection
        MySQLConnection c = new MySQLConnection(channel, pool.isReadNode());        //根据配置初始化MySQLConnection
        MycatServer.getInstance().getConfig().setSocketParams(c, false);
        c.setHost(dsc.getIp());
        c.setPort(dsc.getPort());
        c.setUser(dsc.getUser());
        c.setPassword(dsc.getPassword());
        c.setSchema(schema);        //目前实际连接还未建立，handler为MySQL连接认证MySQLConnectionAuthenticator
        c.setHandler(new MySQLConnectionAuthenticator(c, handler));
        c.setPool(pool);
        c.setIdleTimeout(pool.getConfig().getIdleTimeout());        //AIO和NIO连接方式建立实际的MySQL连接
        if (channel instanceof AsynchronousSocketChannel) {
            ((AsynchronousSocketChannel) channel).connect(                    new InetSocketAddress(dsc.getIp(), dsc.getPort()), c,
                    (CompletionHandler) MycatServer.getInstance()
                            .getConnector());
        } else {            //通过NIOConnector建立连接
            ((NIOConnector) MycatServer.getInstance().getConnector())
                    .postConnect(c);

        }        return c;
    }

通过NIOConnector建立实际连接的过程与前端连接的建立相似，也是先放在队列中，之后由NIOConnector去建立连接。

public void postConnect(AbstractConnection c) {
    connectQueue.offer(c);
    selector.wakeup();
}public void run() {    final Selector tSelector = this.selector;    for (;;) {
        ++connectCount;        try {            //查看有无连接就绪
            tSelector.select(1000L);
            connect(tSelector);
            Set<SelectionKey> keys = tSelector.selectedKeys();            try {                for (SelectionKey key : keys) {
                    Object att = key.attachment();                    if (att != null && key.isValid() && key.isConnectable()) {
                        finishConnect(key, att);
                    } else {
                        key.cancel();
                    }
                }
            } finally {
                keys.clear();
            }
        } catch (Exception e) {
            LOGGER.warn(name, e);
        }
    }
}private void connect(Selector selector) {
    AbstractConnection c = null;    while ((c = connectQueue.poll()) != null) {        try {
            SocketChannel channel = (SocketChannel) c.getChannel();            //注册OP_CONNECT监听与后端连接是否真正建立
            channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT, c);               //主动连接
            channel.connect(new InetSocketAddress(c.host, c.port));
        } catch (Exception e) {
            c.close(e.toString());
        }
    }
}private void finishConnect(SelectionKey key, Object att) {
    BackendAIOConnection c = (BackendAIOConnection) att;    try {        if (finishConnect(c, (SocketChannel) c.channel)) { //做原生NIO连接是否完成的判断和操作
            clearSelectionKey(key);
            c.setId(ID_GENERATOR.getId());               //绑定特定的NIOProcessor以作idle清理
            NIOProcessor processor = MycatServer.getInstance()
                    .nextProcessor();
            c.setProcessor(processor);               //与特定NIOReactor绑定监听读写
            NIOReactor reactor = reactorPool.getNextReactor();
            reactor.postRegister(c);
        }
    } catch (Exception e) {        //如有异常，将key清空
           clearSelectionKey(key);
           c.close(e.toString());
        c.onConnectFailed(e);
    }
}private boolean finishConnect(AbstractConnection c, SocketChannel channel)
        throws IOException {    if (channel.isConnectionPending()) {
        channel.finishConnect();
        c.setLocalPort(channel.socket().getLocalPort());        return true;
    } else {        return false;
    }
}private void clearSelectionKey(SelectionKey key) {    if (key.isValid()) {
        key.attach(null);
        key.cancel();
    }
}

绑定到具体的NIOReactor之后，监听读事件。和之前讲的前端连接建立过程类似。这次是后端MySQL主动发握手包。这时，读事件就绪，NIOReactor中的RW线程会调用对应AbstractConnection（这里是MySQLConnection）的handler的处理方法处理。这里MySQLConnection中的handler参考工厂方法发现是MySQLConnectionAuthenticator。查看handle方法：

/**
 * MySQL 4.1版本之前是MySQL323加密,MySQL 4.1和之后的版本都是MySQLSHA1加密，在MySQL5.5的版本之后可以客户端插件式加密(这个MyCat实现)
 * @see @http://dev.mysql.com/doc/internals/en/determining-authentication-method.html
 */@Overridepublic void handle(byte[] data) {    try {        switch (data[4]) {        //如果是OkPacket，检查是否认证成功
        case OkPacket.FIELD_COUNT:
            HandshakePacket packet = source.getHandshake();            if (packet == null) {                //如果为null，证明链接第一次建立，处理
                processHandShakePacket(data);                // 发送认证数据包
                source.authenticate();                break;
            }            // 如果packet不为null，处理认证结果
            //首先将连接设为已验证并将handler改为MySQLConnectionHandler
            source.setHandler(new MySQLConnectionHandler(source));
            source.setAuthenticated(true);            //判断是否用了压缩协议
            boolean clientCompress = Capabilities.CLIENT_COMPRESS==(Capabilities.CLIENT_COMPRESS & packet.serverCapabilities);            boolean usingCompress= MycatServer.getInstance().getConfig().getSystem().getUseCompression()==1 ;            if(clientCompress&&usingCompress)
            {
                source.setSupportCompress(true);
            }            //设置ResponseHandler
            if (listener != null) {
                listener.connectionAcquired(source);
            }            break;        //如果为ErrorPacket，则认证失败
        case ErrorPacket.FIELD_COUNT:
            ErrorPacket err = new ErrorPacket();
            err.read(data);
            String errMsg = new String(err.message);
            LOGGER.warn("can't connect to mysql server ,errmsg:"+errMsg+" "+source);            //source.close(errMsg);
            throw new ConnectionException(err.errno, errMsg);        //如果是EOFPacket，则为MySQL 4.1版本，是MySQL323加密
        case EOFPacket.FIELD_COUNT:
            auth323(data[3]);            break;        default:
            packet = source.getHandshake();            if (packet == null) {
                processHandShakePacket(data);                // 发送认证数据包
                source.authenticate();                break;
            } else {                throw new RuntimeException("Unknown Packet!");
            }

        }

    } catch (RuntimeException e) {        if (listener != null) {
            listener.connectionError(e, source);            return;
        }        throw e;
    }
}

在连接建立并认证后，MySQLConnectionHandler来处理这个连接的请求和相应。
MySQL服务端响应客户端查询请求的流程如下：可以分为三个阶段：
（第一阶段）客户端发送查询请求包COM_QUERY （command query packet），如果有结果集返回，且结果集不为空，则返回FieldCount（列数量）包；如果结果集为空，则返回OKPacket；如果命令有错，则返回ERRPacket；如果是Load file data命令，则返回LOCAL_INFILE_Request。
（第二阶段）如果有结果集返回，则先返回列集合，所有列返回完了之后，会返回EOFPacket；如果过程中出现错误，则返回错误包。
（第三阶段）之后返回行记录，返回全部行记录之后，返回EOFPacket。如果有错误，回错误包。
MyCat实现源代码如下：

protected void handleData(byte[] data) {    switch (resultStatus) {        //第一阶段
        case RESULT_STATUS_INIT:
            switch (data[4]) {                //返回OKPacket
                case OkPacket.FIELD_COUNT:
                    handleOkPacket(data);                    break;                //返回错误包
                case ErrorPacket.FIELD_COUNT:
                    handleErrorPacket(data);                    break;                //返回Load Data进一步操作
                case RequestFilePacket.FIELD_COUNT:
                    handleRequestPacket(data);                    break;                //返回结果集列数量                default:
                    //记录列数量并进入第二阶段
                    resultStatus = RESULT_STATUS_HEADER;
                    header = data;
                    fields = new ArrayList<byte[]>((int) ByteUtil.readLength(data,                            4));
            }            break;        //第二阶段
        case RESULT_STATUS_HEADER:
            switch (data[4]) {                //返回错误包
                case ErrorPacket.FIELD_COUNT:
                    resultStatus = RESULT_STATUS_INIT;
                    handleErrorPacket(data);                    break;                //返回EOF，证明列集合返回完毕，进入第三阶段
                case EOFPacket.FIELD_COUNT:
                    resultStatus = RESULT_STATUS_FIELD_EOF;
                    handleFieldEofPacket(data);                    break;                //返回的是列集合，记录                default:
                    fields.add(data);
            }            break;        //第三阶段
        case RESULT_STATUS_FIELD_EOF:
            switch (data[4]) {                //返回错误包
                case ErrorPacket.FIELD_COUNT:
                    resultStatus = RESULT_STATUS_INIT;
                    handleErrorPacket(data);                    break;                //返回EOF，证明结果集返回完毕，回到第一阶段等待下一个请求的响应
                case EOFPacket.FIELD_COUNT:
                    resultStatus = RESULT_STATUS_INIT;
                    handleRowEofPacket(data);                    break;                //返回结果集包                default:
                    handleRowPacket(data);
            }            break;        default:
            throw new RuntimeException("unknown status!");
    }
}

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