分布式 | DBLE 心跳检测模块解析

作者：路路
热爱技术、乐于分享的技术人，目前主要从事数据库相关技术的研究。
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概述

本文主要介绍 DBLE 心跳检测模块，内容包括心跳检测作用及心跳检测模块源码解析两部分。

心跳检测作用

DBLE 中心跳检测的作用有以下三点：

1.控制多个写节点高可用切换；

2.控制读操作的负载均衡，会根据最近一次的心跳状态，及主从延迟（如果配置了 slaveThreshold 主从延迟阈值的话）来控制读负载均衡；

3.控制空闲连接数大小，关闭多余空闲连接。这里发送的是 PING 包，需与 dataNodeIdleCheckPeriod 参数配合，超过此参数的空闲连接会通过发送 PING 包来检查。

总的来讲，就是判断 MySQL 实例的状态。

本文中主要讲解前两点涉及到的心跳检测内容，第3点更适合在连接管理中讲，本文暂不涉及。

心跳模块源码解析

心跳检测定时任务开始入口在 Scheduler#init 方法中，以 dataNodeHeartbeatPeriod 间隔定期进行心跳检测，默认值为 10 秒：

scheduler.scheduleAtFixedRate(dataSourceHeartbeat(), 0L, system.getDataNodeHeartbeatPeriod(), TimeUnit.MILLISECONDS);

Scheduler#dataSourceHeartbeat 方法返回 Runnable 任务：

private Runnable dataSourceHeartbeat() {
        return new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                timerExecutor.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                    //这里有个判断，如果读写节点都没有，自然不需要心跳检测了
                        if (!DbleServer.getInstance().getConfig().isDataHostWithoutWR()) {
                            Map<String, AbstractPhysicalDBPool> hosts = DbleServer.getInstance().getConfig().getDataHosts();
                            for (AbstractPhysicalDBPool host : hosts.values()) {
                            //调用了AbstractPhysicalDBPool的doHeartbeat()方法
                                host.doHeartbeat();
                            }
                        }
                    }
                });
            }
        };
    }

AbstractPhysicalDBPool#doHeartbeat 为抽象方法，有两个实现分别在类 PhysicalDNPoolSingleWH 和 PhysicalDBPool 中，这两个类的区别从名字就可以看出来，一个是只有一个 WriteHost，另一个则有多个 WriteHost，会根据你们的 schema.xml 中的具体配置决定初始化哪一个。

对于心跳检测来说，基本实现都一样，所以看哪一个类并不影响。

我们就来看下 PhysicalDNPoolSingleWH#doHeartbeat 方法吧：

public void doHeartbeat() {
        for (PhysicalDatasource source : allSourceMap.values()) {
            if (source != null) {
                source.doHeartbeat();
            } else {
                LOGGER.warn(hostName + " current dataSource is null!");
            }
        }
    }

上述方法其实就是循环遍历所有数据源，然后对每个数据源进行心跳检测了。

继续来看 PhysicalDatasource#doHeartbeat 方法，补充说明一下，PhysicalDatasource 也是抽象类，但在 DBLE 中只有 MySQLDatasource 一个实现，因为 DBLE 后端只支持 MySQL 嘛，MySQLDatasource#doHeartbeat 方法也是直接继承了抽象类的实现：

public void doHeartbeat() {
        if (TimeUtil.currentTimeMillis() < heartbeatRecoveryTime) {
            return;
        }
        if (!heartbeat.isStop()) {
            //这里直接调用了MySQLHeartbeat#heartbeat方法
            heartbeat.heartbeat();
        }
    }

再继续看 MySQLHeartbeat#heartbeat 方法前，先来看下 MySQLDatasource 和 MySQLHeartbeat 类之间的关系：

它们之间的关系很简单，就是 MySQLDatasource 会创建 MySQLHeartbeat，并且它们之间有一对一的关联关系。

简单来说就是一个 MySQLDatasource 对象就有一个 MySQLHeartbeat 对象来负责它的心跳检测。

进一步来看 MySQLHeartbeat#heartbeat 方法：

public void heartbeat() {
        final ReentrantLock reentrantLock = this.lock;
        reentrantLock.lock();
        try {
            if (isChecking.compareAndSet(false, true)) {
                if (detector == null || detector.isQuit()) {
                    try {
                        detector = new MySQLDetector(this);
                        detector.heartbeat();
                    } catch (Exception e) {
                        LOGGER.info(source.getConfig().toString(), e);
                        setResult(ERROR_STATUS);
                    }
                } else {
                    detector.heartbeat();
                }
            } else {
                if (detector != null) {
                    if (detector.isQuit()) {
                        isChecking.compareAndSet(true, false);
                    } else if (detector.isHeartbeatTimeout()) {
                        setResult(TIMEOUT_STATUS);
                    }
                }
            }
        } finally {
            reentrantLock.unlock();
        }
    }

上述方法主要是调用了 MySQLDetector#heartbeat 方法，调用链真的挺深的……：

public void heartbeat() {
        if (con == null || con.isClosed()) {
            heartbeat.setResult(MySQLHeartbeat.ERROR_STATUS);
            return;
        }
        //设置了发送心跳检测的时间
        lastSendQryTime = System.currentTimeMillis();


        String[] fetchCols = {};
        if (heartbeat.getSource().getHostConfig().isShowSlaveSql()) {
            fetchCols = MYSQL_SLAVE_STATUS_COLS;
        } else if (heartbeat.getSource().getHostConfig().isShowClusterSql()) {
            fetchCols = MYSQL_CLUSTER_STATUS_COLS;
        } else if (heartbeat.getSource().getHostConfig().isSelectReadOnlySql()) {
            fetchCols = MYSQL_READ_ONLY_COLS;
        }

        if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
            LOGGER.debug("do heartbeat,conn is " + con);
        }
        OneRawSQLQueryResultHandler resultHandler = new OneRawSQLQueryResultHandler(fetchCols, this);
        sqlJob = new HeartbeatSQLJob(heartbeat.getHeartbeatSQL(), con, resultHandler);
        //执行心跳检测任务
        sqlJob.execute();
    }

简单说下该方法，该方法会根据你配置的心跳语句，实际执行检测后端 MySQL 状态，并存储相应的数据，这里涉及到了异步调用，检测完成后将会回调 MySQLDetector#onResult 方法：

public void onResult(SQLQueryResult<Map<String, String>> result) {
        //设置心跳检测完成后的时间
        lastReceivedQryTime = System.currentTimeMillis();
        heartbeat.getRecorder().set((lastReceivedQryTime - lastSendQryTime));
        if (result.isSuccess()) {
            PhysicalDatasource source = heartbeat.getSource();
            Map<String, String> resultResult = result.getResult();
            if (source.getHostConfig().isShowSlaveSql()) {
                setStatusBySlave(source, resultResult);
            } else if (source.getHostConfig().isShowClusterSql()) {
                setStatusByCluster(resultResult);
            } else if (source.getHostConfig().isSelectReadOnlySql()) {
                setStatusByReadOnly(source, resultResult);
            } else {
                setStatusForNormalHeartbeat(source);
            }
        } else {
            heartbeat.setResult(MySQLHeartbeat.ERROR_STATUS);
        }
    }

上述方法就是根据心跳检测结果，来设置 MySQLHeartbeat 类中表示心跳状态的各个变量了，比如 status 变量，slaveBehindMaster 主从延迟时间变量。

上述整个过程就完成了数据源的心跳检测，关于检测结果的使用主要通过 MySQLHeartbeat 类中的 getStatus 和 getSlaveBehindMaster 方法，通过这两个方法来判断心跳是否成功，以及主从延迟多少，进而影响数据源切换及读写分离逻辑，分别对应心跳检测作用的第 1、2 点。

总结

本文主要讲解了 DBLE 心跳检测模块，包括心跳检测作用以及相应源码解析，希望本文能帮助大家进一步理解心跳检测模块。