3.5.1 后端连接获取与负载均衡
上一节我们讲了后端连接的基本建立和响应处理，那么这些后端连接是什么时候建立的呢？
首先，MyCat配置文件中，DataHost标签中有minIdle这个属性。代表在MyCat初始化时，会在这个DataHost上初始化维护多少个连接（这些连接可以理解为连接池）。每个前端Client连接会创建Session，而Session会根据命令的不同而创建不同的Handler。每个Handler会从连接池中拿出所需要的连接并使用。在连接池大小不够时，RW线程会异步驱使新建所需的连接补充连接池，但是连接数最大不能超过配置的maxCon。同时，如之前所述，有定时线程检查并回收空闲后端连接。但池中最小不会小于minCon。
我们可以通过后端连接的工厂方法的调用链来理解：
看这个调用链，我们简述下大概的流程。
Created with Raphaël 2.2.0MyCat接受客户端连接并为之建立唯一绑定的SessionMyCat接受客户端的请求，计算路由根据请求和路由创建合适的handler，这里为SingleNodeHandler从PhysicalDBNode中获取后端连接尝试获取连接，连接够用？将请求发送给对应连接,处理完之后归还连接尝试异步创建新的连接通过DelegateResponseHandler将连接与之前的Handler，这里是SingleNodeHandler绑定yesno
我们先从Session看起，在MyCat中实现类为NonBlockingSession。在前端连接建立时，会创建绑定唯一的Session：
ServerConnectionFactory.java:
protected FrontendConnection getConnection(NetworkChannel channel) throws IOException {
SystemConfig sys = MycatServer.getInstance().getConfig().getSystem();
ServerConnection c = new ServerConnection(channel);
MycatServer.getInstance().getConfig().setSocketParams(c, true);
c.setPrivileges(MycatPrivileges.instance());
c.setQueryHandler(new ServerQueryHandler(c));
c.setLoadDataInfileHandler(new ServerLoadDataInfileHandler(c));
// c.setPrepareHandler(new ServerPrepareHandler(c));
c.setTxIsolation(sys.getTxIsolation());
//创建绑定唯一Session
c.setSession2(new NonBlockingSession(c));
return c;
}
Session主要处理事务，多节点转发协调等，由不同的ResponseHandler实现；
这些ResponseHandler我们之后会在对应的模块去细细分析。这里先跳过。
查看SingleNodeHandler的处理方法
SingleNodeHandler.java:
public void execute() throws Exception {
//从这里开始计算处理时间
startTime=System.currentTimeMillis();
ServerConnection sc = session.getSource();
this.isRunning = true;
this.packetId = 0;
final BackendConnection conn = session.getTarget(node);
//之前是否获取过Connection并且Connection有效
if (session.tryExistsCon(conn, node)) {
_execute(conn);
} else {
// create new connection
MycatConfig conf = MycatServer.getInstance().getConfig();
//从config中获取DataNode
PhysicalDBNode dn = conf.getDataNodes().get(node.getName());
//获取对应的数据库连接
dn.getConnection(dn.getDatabase(), sc.isAutocommit(), node, this,
node);
}
}
从PhysicalDBNode中获取合适的连接：
public void getConnection(String schema,boolean autoCommit, RouteResultsetNode rrs,
ResponseHandler handler, Object attachment) throws Exception {
checkRequest(schema);
//检查数据库连接池是否初始化成功，因为有reload命令
if (dbPool.isInitSuccess()) {
//根据是否能在读节点上运行获取连接，一般是判断是否为读请求，并且读请求不在事务中
if (rrs.canRunnINReadDB(autoCommit)) {
//根据负载均衡策略选择合适的后端连接
dbPool.getRWBanlanceCon(schema,autoCommit, handler, attachment,
this.database);
} else {
//直接选择当前连接池中的的后端连接
dbPool.getSource().getConnection(schema,autoCommit, handler, attachment);
}
} else {
throw new IllegalArgumentException("Invalid DataSource:"
+ dbPool.getActivedIndex());
}
}
PhysicalDBPool类中有负载均衡，切换writeHost，控制write方式等（分别对应balance，writeType等标签）的实现。首先我们看如果有负载均衡策略（配置了balance）的获取连接的方式：
public void getRWBanlanceCon(String schema, boolean autocommit,
ResponseHandler handler, Object attachment, String database) throws Exception {
PhysicalDatasource theNode = null;
ArrayList<PhysicalDatasource> okSources = null;
switch (banlance) {
//所有读写节点参与read请求的负载均衡，除了当前活跃的写节点，balance=1
case BALANCE_ALL_BACK: {
//返回所有写节点和符合条件的读节点，不包括当前的写节点
okSources = getAllActiveRWSources(true, false, checkSlaveSynStatus());
if (okSources.isEmpty()) {
//如果结果即为空，返回当前写节点
theNode = this.getSource();
} else {
//不为空，随机选一个
theNode = randomSelect(okSources);
}
break;
}
//所有读写节点参与read请求的负载均衡，balance=2
case BALANCE_ALL: {
//返回所有写节点和符合条件的读节点
okSources = getAllActiveRWSources(true, true, checkSlaveSynStatus());
//随机选一个
theNode = randomSelect(okSources);
break;
}
case BALANCE_ALL_READ: {
//返回所有符合条件的读节点
okSources = getAllActiveRWSources(false, false, checkSlaveSynStatus());
//随机取一个
theNode = randomSelect(okSources);
break;
}
//不做负载均衡，balance=0或其他不为以上的值
case BALANCE_NONE:
default:
// return default write data source
theNode = this.getSource();
}
if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
LOGGER.debug("select read source " + theNode.getName() + " for dataHost:" + this.getHostName());
}
theNode.getConnection(schema, autocommit, handler, attachment);
}
其中涉及到的方法：
- 返回符合条件节点集：
private ArrayList<PhysicalDatasource> getAllActiveRWSources(
boolean includeWriteNode, boolean includeCurWriteNode, boolean filterWithSlaveThreshold) {
int curActive = activedIndex;
ArrayList<PhysicalDatasource> okSources = new ArrayList<PhysicalDatasource>(this.allDs.size());
//判断写节点
for (int i = 0; i < this.writeSources.length; i++) {
PhysicalDatasource theSource = writeSources[i];
//判断写节点是否是active，可能reload会置为inactive，可能多个写节点但是只有一个是活跃在用的（writeType=0）
if (isAlive(theSource)) {
//负载均衡策略是否包含写节点
if (includeWriteNode) {
//判断是否包含当前活跃的写入节点
if (i == curActive && includeCurWriteNode == false) {
// not include cur active source
} else if (filterWithSlaveThreshold) {
//如果包含从节点同步延迟限制，检查同步状态
if (canSelectAsReadNode(theSource)) {
okSources.add(theSource);
} else {
//如果同步状态不对，则不添加这个写节点
continue;
}
} else {
okSources.add(theSource);
}
}
//检查theSource对应的读节点
if (!readSources.isEmpty()) {
// 检查theSource对应的读节点（从节点）
PhysicalDatasource[] allSlaves = this.readSources.get(i);
if (allSlaves != null) {
for (PhysicalDatasource slave : allSlaves) {
if (isAlive(slave)) {
//如果包含从节点同步延迟限制，检查同步状态
if (filterWithSlaveThreshold) {
if (canSelectAsReadNode(slave)) {
//如果同步状态正确，则把读节点加入
okSources.add(slave);
} else {
continue;
}
} else {
okSources.add(slave);
}
}
}
}
}
} else {
// TODO : add by zhuam
// 如果写节点不OK, 也要保证临时的读服务正常
if (this.dataHostConfig.isTempReadHostAvailable()) {
if (!readSources.isEmpty()) {
// check all slave nodes
PhysicalDatasource[] allSlaves = this.readSources.get(i);
if (allSlaves != null) {
for (PhysicalDatasource slave : allSlaves) {
if (isAlive(slave)) {
if (filterWithSlaveThreshold) {
if (canSelectAsReadNode(slave)) {
okSources.add(slave);
} else {
continue;
}
} else {
okSources.add(slave);
}
}
}
}
}
}
}
}
return okSources;
}
- 检查是否判断主从延迟：
private boolean checkSlaveSynStatus() {
return (dataHostConfig.getSlaveThreshold() != -1)
&& (dataHostConfig.getSwitchType() == DataHostConfig.SYN_STATUS_SWITCH_DS);
}
- 随机选择节点：
/**
* TODO: modify by zhuam
* <p/>
* 随机选择，按权重设置随机概率。
* 在一个截面上碰撞的概率高，但调用量越大分布越均匀，而且按概率使用权重后也比较均匀，有利于动态调整提供者权重。
*
* @param okSources
* @return
*/
public PhysicalDatasource randomSelect(ArrayList<PhysicalDatasource> okSources) {
if (okSources.isEmpty()) {
return this.getSource();
} else {
int length = okSources.size(); // 总个数
int totalWeight = 0; // 总权重
boolean sameWeight = true; // 权重是否都一样
for (int i = 0; i < length; i++) {
int weight = okSources.get(i).getConfig().getWeight();
totalWeight += weight; // 累计总权重
if (sameWeight && i > 0
&& weight != okSources.get(i - 1).getConfig().getWeight()) { // 计算所有权重是否一样
sameWeight = false;
}
}
if (totalWeight > 0 && !sameWeight) {
// 如果权重不相同且权重大于0则按总权重数随机
int offset = random.nextInt(totalWeight);
// 并确定随机值落在哪个片断上
for (int i = 0; i < length; i++) {
offset -= okSources.get(i).getConfig().getWeight();
if (offset < 0) {
return okSources.get(i);
}
}
}
// 如果权重相同或权重为0则均等随机
return okSources.get(random.nextInt(length));
//int index = Math.abs(random.nextInt()) % okSources.size();
//return okSources.get(index);
}
}
- 根据writeType获取当前writeHost方法：
public PhysicalDatasource getSource() {
switch (writeType) {
//writeType=0，返回当前active的writeHost
case WRITE_ONLYONE_NODE: {
return writeSources[activedIndex];
}
//writeType=1，随机发到一个writeHost
case WRITE_RANDOM_NODE: {
int index = Math.abs(wnrandom.nextInt()) % writeSources.length;
PhysicalDatasource result = writeSources[index];
if (!this.isAlive(result)) {
// find all live nodes
ArrayList<Integer> alives = new ArrayList<Integer>(writeSources.length - 1);
for (int i = 0; i < writeSources.length; i++) {
if (i != index) {
if (this.isAlive(writeSources[i])) {
alives.add(i);
}
}
}
if (alives.isEmpty()) {
result = writeSources[0];
} else {
// random select one
index = Math.abs(wnrandom.nextInt()) % alives.size();
result = writeSources[alives.get(index)];
}
}
if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
LOGGER.debug("select write source " + result.getName()
+ " for dataHost:" + this.getHostName());
}
return result;
}
//参数不正确
default: {
throw new java.lang.IllegalArgumentException("writeType is "
+ writeType + " ,so can't return one write datasource ");
}
}
}
Java 面试宝典是大明哥全力打造的 Java 精品面试题，它是一份靠谱、强大、详细、经典的 Java 后端面试宝典。它不仅仅只是一道道面试题，而是一套完整的 Java 知识体系，一套你 Java 知识点的扫盲贴。
它的内容包括：
- 大厂真题：Java 面试宝典里面的题目都是最近几年的高频的大厂面试真题。
- 原创内容：Java 面试宝典内容全部都是大明哥原创，内容全面且通俗易懂，回答部分可以直接作为面试回答内容。
- 持续更新：一次购买，永久有效。大明哥会持续更新 3+ 年，累计更新 1000+，宝典会不断迭代更新，保证最新、最全面。
- 覆盖全面：本宝典累计更新 1000+，从 Java 入门到 Java 架构的高频面试题，实现 360° 全覆盖。
- 不止面试：内容包含面试题解析、内容详解、知识扩展，它不仅仅只是一份面试题，更是一套完整的 Java 知识体系。
- 宝典详情：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/xvlo920axlp7sf4k
- 宝典总览：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/yogsehzntzgp4ly1
- 宝典进展：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/en9ned7loo47z5aw
目前 Java 面试宝典累计更新 400+ 道，总字数 42w+。大明哥还在持续更新中，下图是大明哥在 2024-12 月份的更新情况：
想了解详情的小伙伴，扫描下面二维码加大明哥微信【daming091】咨询
同时，大明哥也整理一套目前市面最常见的热点面试题。微信搜[大明哥聊 Java]或扫描下方二维码关注大明哥的原创公众号[大明哥聊 Java] ，回复【面试题】 即可免费领取。
