前言:
在深入瞭解SMProxy之前，一直認為連線池是對mysql連線物件進行統一管理的處理，但是隨之而來的問題是現有的php框架都沒有自帶mysql連線池，如何以最小的代價替代框架的資料庫模組一直是一個難題。
在深入瞭解SMProxy之後，發現SMProxy的奇妙之處就在於你並不需要對框架的資料庫模組進行任何的修改，即可使用SMProxy架構，它是基於mysql客戶端與mysql服務端的中介軟體，透過swoole/server自己模擬與mysql報文互動並內部管理連線池物件來提升效率。優點:
- 明顯客觀的效能提升，減少建立連線的資源消耗
- 無需對框架進行任何的修改即可使用
缺點:
- 需要對mysql協議有一定的瞭解，如果希望改動，則需要對協議有更深入的理解。
- 如果發生錯誤，增加了排查錯誤的成本。
知識點的補充：
- 協議中常用的資料, 10進位制，16進位制，2進位制。
- 為啥使用16進製表示位元組中的內容， 在二進位制中每4個位表示16進位制中的一位, 二進位制與16進位制相互轉化比十進位制快的多 。
- 為了協議中運用到的|,&運算更好理解一點， 我給予了一個簡易的稱呼(當然這可能並不準確)
- | 運算子 = 取大值， 例如 2|8 = 8
- & 運算子= 取小值, 例如 2&8 = 2
swoole：
運用到的知識點 swoole/server以及swoole/client， 不做更多的介紹
tcp 粘包問題： https://www.cnblogs.com/JsonM/articles/928...
client -> tcp buffer(等待cpu指令, 如果buffer快取達到上限,就會直接傳送到server, 所有有可能一次性接受多個資料) -> server
mysql 協議分析
https://www.cnblogs.com/davygeek/p/5647175...
SMProxy:
執行流程圖
接下來將針對mysql與SMProxy的swoole服務互動進行一定的說明：(如果對以下報文有疑問，可以仔細翻看mysql協議https://www.cnblogs.com/davygeek/p/5647175.html)
再進行tcp互動之中，需要服務端向mysql客戶端傳送握手初始化報文，只要傳送符合mysql協議的握手報文，mysql客戶端便會進行下一步傳送認證請求的操作。
// 位於SMProxy/src/Handler/Frontend/FrontendAuthticator
public function getHandshakePacket(int $server_id)
{
$rand1 = RandomUtil::randomBytes(8);
$rand2 = RandomUtil::randomBytes(12);
$this->seed = array_merge($rand1, $rand2);
$hs = new HandshakePacket();
$hs->packetId = 0;
// 以下根據握手報文
// 協議版本號
$hs->protocolVersion = Versions::PROTOCOL_VERSION;
// 伺服器版本號資訊
$hs->serverVersion = Versions::SERVER_VERSION;
// 伺服器執行緒
$hs->threadId = $server_id;
// 隨機數
$hs->seed = $rand1;
// 填充值，伺服器權能標識,
$hs->serverCapabilities = $this->getServerCapabilities();
// 字元編碼
$hs->serverCharsetIndex = (CharsetUtil::getIndex(CONFIG['server']['charset'] ?? 'utf8mb4') & 0xff);
// 伺服器狀態
$hs->serverStatus = 2;
// 伺服器權能標識+填充值
$hs->restOfScrambleBuff = $rand2;
return getString($hs->write());
}
//位於 SMProxy/src/HandshakePacket
public function write()
{
// default init 256,so it can avoid buff extract
$buffer = [];
// 寫入訊息頭長度
BufferUtil::writeUB3($buffer, $this->calcPacketSize());
// 寫入序號 -- 訊息頭的
$buffer[] = $this->packetId;
// 寫入協議版本號
$buffer[] = $this->protocolVersion;
// 寫入伺服器版本資訊
BufferUtil::writeWithNull($buffer, getBytes($this->serverVersion));
// 寫入伺服器執行緒ID
BufferUtil::writeUB4($buffer, $this->threadId);
// 挑戰隨機數 9個位元組 包含一個填充值
BufferUtil::writeWithNull($buffer, $this->seed);
// 伺服器權能標識
BufferUtil::writeUB2($buffer, $this->serverCapabilities);
// 1位元組 字元編碼
$buffer[] = $this->serverCharsetIndex;
// 伺服器狀態
BufferUtil::writeUB2($buffer, $this->serverStatus);
if ($this ->serverCapabilities & Capabilities::CLIENT_PLUGIN_AUTH) {
// 伺服器權能標誌 16位
BufferUtil::writeUB2($buffer, $this->serverCapabilities);
// 挑戰長度+填充值+挑戰隨機數
$buffer[] = max(13, count($this->seed) + count($this->restOfScrambleBuff) + 1);
$buffer = array_merge($buffer, [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]);
} else {
// 10位元組填充數
$buffer = array_merge($buffer, self::$FILLER_13);
}
// +12位元組挑戰隨機數
if ($this ->serverCapabilities & Capabilities::CLIENT_SECURE_CONNECTION) {
BufferUtil::writeWithNull($buffer, $this->restOfScrambleBuff);
}
if ($this ->serverCapabilities & Capabilities::CLIENT_PLUGIN_AUTH) {
BufferUtil::writeWithNull($buffer, getBytes($this->pluginName));
}
return $buffer;
}當mysql客戶端傳送登入認證報文後，這時進行登入賬號密碼校驗的是swoole/server而不是mysql服務端，所以在配置檔案server.json中的root跟password正是mysql客戶端請求的賬號與密碼，而swoole/server與mysql服務端互動鎖需要的賬號密碼位於database的配置中。
// 位於SMProxy/src/SMProxyServer
private function auth(BinaryPacket $bin, \swoole_server $server, int $fd)
{
// 如果資料長度是20, -- 可能自定義的, 4-20是密碼, 最後4位不知道幹啥
if ($bin->data[0] == 20) {
// 密碼長度是16 , 判斷賬號密碼
$checkAccount = $this->checkAccount($server, $fd, $this->source[$fd]->user, array_copy($bin->data, 4, 20));
if (!$checkAccount) {
// 傳送ERROR報文
$this ->accessDenied($server, $fd, 4);
} else {
if ($server->exist($fd)) {
// 傳送OK報文
$server->send($fd, getString(OkPacket::$SWITCH_AUTH_OK));
}
// 認證標誌設定為true
$this->source[$fd]->auth = true;
}
} elseif ($bin->data[4] == 14) {
// 序號等於14
if ($server->exist($fd)) {
// 無需認證即登入
$server->send($fd, getString(OkPacket::$OK));
}
} else {
$authPacket = new AuthPacket();
// 讀取報文資訊 登入認證報文
$authPacket->read($bin);
// 判斷賬號密碼
$checkAccount = $this->checkAccount($server, $fd, $authPacket->user ?? '', $authPacket->password ?? []);
if (!$checkAccount) {
// 密碼校驗失敗
if ($authPacket->pluginName == 'mysql_native_password') {
// 傳送ERROR報文
$this ->accessDenied($server, $fd, 2);
} else {
// 記錄使用者資料
$this->source[$fd]->user = $authPacket ->user;
$this->source[$fd]->database = $authPacket->database;
// 填充數
$this->source[$fd]->seed = RandomUtil::randomBytes(20);
// 傳送EOF報文
$authSwitchRequest = array_merge(
[254],
getBytes('mysql_native_password'),
[0],
$this->source[$fd]->seed,
[0]
);
if ($server->exist($fd)) {
$server->send($fd, getString(array_merge(getMysqlPackSize(count($authSwitchRequest)), [2], $authSwitchRequest)));
}
}
} else {
// 賬號正確 傳送OK報文， 並記錄資料
if ($server->exist($fd)) {
$server->send($fd, getString(OkPacket::$AUTH_OK));
}
$this->source[$fd]->auth = true;
$this->source[$fd]->database = $authPacket->database;
}
}
}當進行tcp握手以及登入認證成功之後，mysql端便可以傳輸執行語句等操作,而這裡SMProxy還對語句進行一定的分析，來判斷讀，寫還是事物等。如果是讀語句，並配置了讀資料庫，那麼讀語句只會從讀池裡獲取連結，如果讀資料庫沒有配置才會去獲取寫資料庫，所以這裡使用的時候需要注意，如果公司的讀資料庫的配置低於寫資料庫，可能使用該架構會對讀資料庫造成一定的壓力。
到了這一步，SMProxy的工作也大概做完了，swoole/server會把mysql客戶端傳送上來的執行命令文字，傳送給mysql服務端，mysql服務端返回的資料SMProxy也不再做過多的處理，而又因為客戶端是mysql客戶端，可以直接解析mysql服務端返回的報文。
SMProxy架構的基本流程描述完畢了，而連線池以及mysql報文等更詳細的處理，我也備註在程式碼裡，並上傳到github中，有想更深入瞭解的朋友可以下載下來並檢視，註釋並沒有非常完善， 但是大部分的語句我都新增了自己的見解（也有存在解讀錯誤的情況）
https://github.com/linjinmin/SMProxy-
https://www.cnblogs.com/JsonM/articles/928... // tcp粘包問題
https://www.cnblogs.com/davygeek/p/5647175... // mysql協議
本作品採用《CC 協議》，轉載必須註明作者和本文連結