阿里Canal框架資料庫同步-實戰教程

一、Canal簡介:

  canal是阿里巴巴旗下的一款開源項目,純Java開發。基於資料庫增量日誌解析,提供增量數據訂閱&消費,目前主要支援了MySQL(也支援mariaDB)。

二、背景介紹:

  早期,阿里巴巴B2B公司因為存在杭州和美國雙機房部署,存在跨機房同步的業務需求。不過早期的資料庫同步業務,主要是基於trigger的方式獲取增量變更,不過從2010年開始,阿里系公司開始逐步的嘗試基於資料庫的日誌解析,獲取增量變更進行同步,由此衍生出了增量訂閱&消費的業務,從此開啟了一段新紀元。

三、適用場景:

  在一些複雜的業務邏輯中,可能插入或者查詢數據都比較頻繁,如果一直在資料庫插入查詢會造成速度非常慢,可以把資料庫表分成兩個庫,一個庫用來做查詢,一個庫作為插入數據,讀寫分離,怎麼解決呢?就可以用canal框架來監聽數據是否發生改變,來同步數據。

比如大部分人都做搜索引擎ES,咱們不可能每次資料庫更新了數據手動去同步索引庫,咱們就可以用Canal來監聽資料庫增刪改時去重新導入索引庫,保持數據一致性。

四、Canal的工作機制

  

 

 

 

複製過程分成三步:

(1) Master主庫將改變記錄,寫到二進位日誌(binary log)中(這些記錄叫做二進位日誌事件,binary log events,可以通過show binlog events進行查看);

(2) Slave從庫向mysql master發送dump協議,將master主庫的binary log events拷貝到它的中繼日誌(relay log);

(3) Slave從庫讀取並重做中繼日誌中的事件,將改變的數據同步到自己的資料庫。

四、Canal中間件功能

基於純java語言開發,可以用於做增量數據訂閱和消費功能。

相比於傳統的數據同步,我們通常需要進行先搭建主從架構,然後使用binlog日誌進行讀取,然後指定需要同步的資料庫,資料庫表等資訊。但是隨著我們業務的不斷複雜,這種傳統的數據同步方式以及開始變得較為繁瑣,不夠靈活。

canal模擬mysql slave的交互協議,偽裝自己為mysql slave,向mysql master發送dump協議mysql master收到dump請求,開始推送binary log給slave(也就是canal),canal解析binary log對象(原始為byte流),通過對binlog數據進行解析即可獲取需要同步的數據,在進行同步數據的過程中還可以加入開發人員的一些額外邏輯處理,比較開放。

Binlog的三種基本類型分別為:

STATEMENT模式只記錄了sql語句,但是沒有記錄上下文資訊,在進行數據恢復的時候可能會導致數據的丟失情況

ROW模式除了記錄sql語句之外,還會記錄每個欄位的變化情況,能夠清楚的記錄每行數據的變化歷史,但是會佔用較多的空間,需要使用mysqlbinlog工具進行查看。

MIX模式比較靈活的記錄,例如說當遇到了表結構變更的時候,就會記錄為statement模式。當遇到了數據更新或者刪除情況下就會變為row模式

五、安裝Canal

1.準備工作:win10系統、jdk1.8、mysql5.7、canal1.1.1

 2.連接自己的數據,檢查binlog功能是否有開啟,檢查命令:show variables like ‘log_bin’;

 

 3.如果顯示狀態為OFF表示該功能未開啟,就需要找到自己安裝的Mysql位置找到my.ini文件,在此文件的最下面一行加上如下(注意:保存文件後重啟下自己的Mysql資料庫):

1 server-id=1  #不能與canal的slaveId重複即可
2 log-bin=mysql-bin
3 binlog_format = ROW  #設置ROW模式

4.再次查看binlog功能是否有開啟,檢查命令:show variables like ‘log_bin’;

 

 5.我們需要創建一個用戶操作資料庫的寫入操作,我們需要給用戶許可權,執行如下sql語句:

1 CREATE USER 'canal'@'%' IDENTIFIED BY 'canal';
2 GRANT SHOW VIEW, SELECT, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'canal'@'%';
3 FLUSH PRIVILEGES;

6.下載我canal客戶端,官方地址進行相應版本的安裝包進行下載(注意:如果下載翻到本文最下面聯繫我): //github.com/alibaba/canal/releases

 

 

7.下載成功後,解壓壓縮包後進入conf下面的example目錄下面的instance.properties文件打開編輯如下地方:

 

 8.返回bin目錄點擊startup.bat啟動canal服務端,如下圖表示啟動成功:

 

 六、java程式碼實現

1.新建一個maven項目,導入maven jar包如下:

1 <dependency>
2     <groupId>com.alibaba.otter</groupId>
3     <artifactId>canal.client</artifactId>
4     <version>1.1.0</version>
5 </dependency>

2.編寫測試程式碼

  1 package com.fuzongle.canal.conf;
2 
3 import com.alibaba.otter.canal.client.CanalConnector;
4 import com.alibaba.otter.canal.client.CanalConnectors;
5 import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry;
6 import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.Column;
7 import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.EntryType;
8 import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.EventType;
9 import com.alibaba.otter.canal.protocol.CanalEntry.RowChange;
10 import com.alibaba.otter.canal.protocol.Message;
11 import com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException;
12 
13 import java.net.InetSocketAddress;
14 import java.util.List;
15 import java.util.Queue;
16 import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
17 /**
18  * @Auther: fzl
19  * @Date: 2020/4/20 01:21
20  * @Description:
21  */
22 public class TestCanal {
23 
24     private static Queue<String> SQL_QUEUE = new ConcurrentLinkedQueue<>();
25 
26     public static void main(String[] args) {
27         //獲取canalServer連接:本機地址,埠號
28         CanalConnector connector = CanalConnectors.newSingleConnector(new InetSocketAddress("127.0.0.1",
29                 11111), "example", "", "");
30         int batchSize = 1000;
31         try {
32             //連接canalServer
33             connector.connect();
34             //訂閱Desctinstion
35             connector.subscribe();
36             connector.rollback();
37             try {
38                 while (true) {
39                     //嘗試從master那邊拉去數據batchSize條記錄,有多少取多少
40                     //輪詢拉取數據   上面的where
41                     Message message = connector.getWithoutAck(batchSize);
42                     long batchId = message.getId();
43                     int size = message.getEntries().size();
44                     if (batchId == -1 || size == 0) {
45                         //睡眠
46                         Thread.sleep(1000);
47                     } else {
48                         dataHandle(message.getEntries());
49                     }
50                     connector.ack(batchId);
51                     System.out.println("aa"+size);
52                     //當隊列裡面堆積的sql大於一定數值的時候就模擬執行
53                     if (SQL_QUEUE.size() >= 10) {
54                         executeQueueSql();
55                     }
56                 }
57             } catch (InterruptedException e) {
58                 e.printStackTrace();
59             } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
60                 e.printStackTrace();
61             }
62         } finally {
63             connector.disconnect();
64         }
65 
66 
67     }
68 
69 
70 
71 
72     /**
73      * 模擬執行隊列裡面的sql語句
74      */
75     public static void executeQueueSql() {
76         int size = SQL_QUEUE.size();
77         for (int i = 0; i < size; i++) {
78             String sql = SQL_QUEUE.poll();
79             System.out.println("[sql]----> " + sql);
80         }
81     }
82 
83     /**
84      * 數據處理
85      *
86      * @param entrys
87      */
88     private static void dataHandle(List<CanalEntry.Entry> entrys) throws InvalidProtocolBufferException {
89         for (CanalEntry.Entry entry : entrys) {
90             if (EntryType.ROWDATA == entry.getEntryType()) {
91                 RowChange rowChange = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
92                 CanalEntry.EventType eventType = rowChange.getEventType();
93                 if (eventType == EventType.DELETE) {
94                     saveDeleteSql(entry);
95                 } else if (eventType == EventType.UPDATE) {
96                     saveUpdateSql(entry);
97                 } else if (eventType == CanalEntry.EventType.INSERT) {
98                     saveInsertSql(entry);
99                 }
100             }
101         }
102     }
103 
104     /**
105      * 保存更新語句
106      *
107      * @param entry
108      */
109     private static void saveUpdateSql(CanalEntry.Entry entry) {
110         try {
111             RowChange rowChange = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
112             List<CanalEntry.RowData> rowDatasList = rowChange.getRowDatasList();
113             for (CanalEntry.RowData rowData : rowDatasList) {
114                 List<Column> newColumnList = rowData.getAfterColumnsList();
115                 StringBuffer sql = new StringBuffer("update " + entry.getHeader().getSchemaName() + "." + entry.getHeader().getTableName() + " set ");
116                 for (int i = 0; i < newColumnList.size(); i++) {
117                     sql.append(" " + newColumnList.get(i).getName()
118                             + " = '" + newColumnList.get(i).getValue() + "'");
119                     if (i != newColumnList.size() - 1) {
120                         sql.append(",");
121                     }
122                 }
123                 sql.append(" where ");
124                 List<Column> oldColumnList = rowData.getBeforeColumnsList();
125                 for (Column column : oldColumnList) {
126                     if (column.getIsKey()) {
127                         //暫時只支援單一主鍵
128                         sql.append(column.getName() + "=" + column.getValue());
129                         break;
130                     }
131                 }
132                 SQL_QUEUE.add(sql.toString());
133             }
134         } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
135             e.printStackTrace();
136         }
137     }
138 
139     /**
140      * 保存刪除語句
141      *
142      * @param entry
143      */
144     private static void saveDeleteSql(CanalEntry.Entry entry) {
145         try {
146             RowChange rowChange = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
147             List<CanalEntry.RowData> rowDatasList = rowChange.getRowDatasList();
148             for (CanalEntry.RowData rowData : rowDatasList) {
149                 List<Column> columnList = rowData.getBeforeColumnsList();
150                 StringBuffer sql = new StringBuffer("delete from " + entry.getHeader().getSchemaName() + "." + entry.getHeader().getTableName() + " where ");
151                 for (Column column : columnList) {
152                     if (column.getIsKey()) {
153                         //暫時只支援單一主鍵
154                         sql.append(column.getName() + "=" + column.getValue());
155                         break;
156                     }
157                 }
158                 SQL_QUEUE.add(sql.toString());
159             }
160         } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
161             e.printStackTrace();
162         }
163     }
164 
165     /**
166      * 保存插入語句
167      *
168      * @param entry
169      */
170     private static void saveInsertSql(CanalEntry.Entry entry) {
171         try {
172             RowChange rowChange = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
173             List<CanalEntry.RowData> rowDatasList = rowChange.getRowDatasList();
174             for (CanalEntry.RowData rowData : rowDatasList) {
175                 List<Column> columnList = rowData.getAfterColumnsList();
176                 StringBuffer sql = new StringBuffer("insert into " + entry.getHeader().getSchemaName() + "." + entry.getHeader().getTableName() + " (");
177                 for (int i = 0; i < columnList.size(); i++) {
178                     sql.append(columnList.get(i).getName());
179                     if (i != columnList.size() - 1) {
180                         sql.append(",");
181                     }
182                 }
183                 sql.append(") VALUES (");
184                 for (int i = 0; i < columnList.size(); i++) {
185                     sql.append("'" + columnList.get(i).getValue() + "'");
186                     if (i != columnList.size() - 1) {
187                         sql.append(",");
188                     }
189                 }
190                 sql.append(")");
191                 SQL_QUEUE.add(sql.toString());
192             }
193         } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
194             e.printStackTrace();
195         }
196     }
197 }

 3.如果資料庫值發生改變之後會觸發增刪改,咱們可以拿到這個數據插入到其他資料庫中。