我们了解到 canal 可以从 MySQL 中感知数据的变化。这是因为它模拟 MySQL slave 的交互协议，伪装自己为 MySQL slave ，从而实现了主从复制。

正是了解到这一点，笔者有两个问题便一直萦绕于心：

• 它是如何模拟 MySQL slave 交互协议的？
• 它又是怎么解析 binlog 日志的呢？

今天，笔者准备就着这两个问题，扒拉扒拉 canal 的代码，一探究竟。

一、MySQL 主从复制

在谈 canal 之前，我们有必要再重温下 MySQL 主从复制的原理。

总结上图的流程如下：

• MySQL master 将数据变更写入二进制日志 (binary log , 其中记录叫做二进制日志事件binary log events)；
• MySQL slave 将 master 的 binary log events 拷贝到它的中继日志 (relay log)；
• MySQL slave 重放 relay log 中的事件，将数据变更反映到自己的数据库。

二、canal 原理

上图就很形象的描述了 canal 的角色。它的原理也很简单：

• canal模拟mysql slave的交互协议，伪装自己为mysql slave，向mysql master发送dump协议；
• mysql master收到dump请求，开始推送binary log给slave(也就是canal)；
• canal解析binary log对象(原始为byte流)；
• canal将解析后的对象，根据业务场景，分发到比如 MySQL 、RocketMQ 或者 ES 中。

三、源码启动

看完了 MySQL 主从复制和 canal 原理之后，为了方便 debug ，笔者已经在 GitHub Fork 了源码，并导入本地。

可以找到 com.alibaba.otter.canal.deployer.CanalLauncher 类，它就是 canal 独立版本启动的入口类。

在这里，直接运行 main 方法即可运行 canal ，和在 /canal/bin/startup.sh 中效果一样。

事实上，canal 的代码比较多，在架构上又分了很多模块设计，比如事件解析器、事件消费、内存存储、服务实例、元数据、高可用等。

本文不打算面面俱到介绍每一个的实现，那就得正儿八经写一个 canal 系列才行。主要还是为了开头我们提出的那两个问题。

四、如何模拟slave ?

上面我们已经说到， CanalLauncher 是canal 启动的入口类。

运行 main 方法之后， canal 会先做很多准备工作。比如加载配置文件、初始化消息队列、启动 canal Admin、加载Spring配置、注册钩子程序等。

canal 模拟 slave 协议，是在 EventParser 模块中开始进行的。

在 canal 代码中，整个流程简化如下：

// 开始执行replication// 1. 构造Erosa连接ErosaConnection erosaConnection = buildErosaConnection();// 2. 启动一个心跳线程startHeartBeat(erosaConnection);// 3. 执行dump前的准备工作preDump(erosaConnection);erosaConnection.connect();// 链接// 查询master serverIdlong queryServerId = erosaConnection.queryServerId();if (queryServerId != 0) {    serverId = queryServerId;}// 4. 获取binlog最后的位置信息EntryPosition position = findStartPosition(erosaConnection);final EntryPosition startPosition = position;// 加载元数据processTableMeta(startPosition);// 重新链接，因为在找position过程中可能有状态，需要断开后重建erosaConnection.reconnect();// 4. 开始dump数据erosaConnection.dump(startPosition.getJournalName(),startPosition.getPosition(),sinkHandler);

1、握手、验证

在开始之前，canal 必须先要和 MySQL 服务器建立连接，并完成客户端身份验证。

在 MySQL 中，连接过程协议如下：

在代码中，我们看一下它的连接方法：

其中， negotiate 方法是握手协议和客户端验证的具体实现。就是按照 MySQL 的协议规范，通过上面创建的 Socket channel 来读写网络数据。

2、dump前的准备

正确连接到 MySQL 后，在开始执行 dump 指令之前，还要初始化一些配置信息。

思路就是通过 MySQL 执行器，执行 SQL 语句，获取信息。

代码就不粘了，不过它们执行的语句如下：

show variables like 'binlog_format'      #获取binlog format格式show variables like 'binlog_row_image'   #获取binlog image格式show variables like 'server_id'          #获取matser serverIdshow master status                       #获取binlog名称和position复制代码

3、注册slave

现在开始调用 erosaConnection.dump(binlogfilename,binlogPosition,func) 方法，来注册slave和发送dump命令。

在使用 COM_BINLOG_DUMP 请求binlog事件之前发送，在主服务器上注册一个从服务器，它的指令是 COM_REGISTER_SLAVE 。

注册完之后，就是发送dump请求，它的指令是 COM_BINLOG_DUMP 。

在执行完这段代码后，我们通过 show processlist; 查看进程，就可以看到这个dump线程的状态。

iduserhostdbcommandtimestate139canallocalhost:62901nullBinlog Dump3Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates

五、如何解析binlog数据 ?

在上面章节中，我们已经看到，MySQL主服务器已经接受了 canal 这个从服务器，那么当canal拿到binlog内容后， 又是怎么解析它的呢？

首先，还记得在配置MySQL服务器的时候，我们将 binlog-format 设置为ROW模式，它是基于行的复制。

binlog中每一个数据变更可以叫做事件，在ROW模式下，有几个主要的事件类型：

事件SQL命令rows 内容TABLE_MAP_EVENTnull定义将要更改的表。WRITE_ROWS_EVENT插入要插入的行数据DELETE_ROWS_EVENT删除被删除的数据UPDATE_ROWS_EVENT更新原数据+要更改的数据

每一次数据的变更，都会触发2个事件，先把要更改的表信息告诉你，然后再告诉你更改的row内容。

比如 TABLE_MAP_EVENT + WRITE_ROWS_EVENT 。

canal在接收到binlog数据后，并不会马上把它解析成我们熟悉的JSON数据，而是在发送的时候才开始。

比如我们选择使用 RocketMQ ，那么在发送之前才开始将binlog里面的byte数组转化为对象。

// 并发构造EntryRowData[] datas = MQMessageUtils.buildMessageData(message, executor);// 串行分区List flatMessages = MQMessageUtils.messageConverter(datas, message.getId());

在这两个方法里，就完成了byte数组到对象的转化。转化成的 FlatMessage 对象，就成了我们在消息队列中消费到的数据结构。

public class FlatMessage implements Serializable {    private long                      id;    private String                    database;    private String                    table;    private List              pkNames;    private Boolean                   isDdl;    private String                    type;    // binlog executeTime    private Long                      es;    // dml build timeStamp    private Long                      ts;    private String                    sql;    private Map      sqlType;    private Map       mysqlType;    private List> data;    private List> old;}

总结

正如本文开头所言，笔者在刚了解到canal机制的时候，确实觉得很不可思议。

咦，它是怎么模拟MySQL slave的呢 ？ 总觉得是不是有啥黑科技在里面。。。

事实上，这是源于笔者对MySQL的无知。

MySQL早就制定好了各种接口协议，怎么连接、验证、注册和dump都明明白白的写在那儿啦。

正是应了那句话：花开正好，只待君来~