MySQL フェイルオーバーノート: アプリケーション対応設計の詳細な説明

1. はじめに

周知のように、データベースミドルウェアの読み取り/書き込み分離のアプリケーションシナリオでは、基盤となるデータベースで障害のあるノードが発生した場合に、ミドルウェアがユーザーに気付かれないようにデータベース接続を迅速に切断または移行できるようにする方法が重要です。

MySQL データベースでは、解決策を提供するために session_track_transaction_info パラメータが提供されています。

公式ドキュメントにはこのパラメータに関する記述がないため、この記事ではこのパラメータのオプション値を具体的に紹介し、実際の影響を検証します。あまり話さずに、編集者と一緒に詳しい紹介を見てみましょう

2. session_track_transaction_infoパラメータ

2.1 パラメータの紹介

MySQL 5.7 では、session_track_transaction_info 変数を設定することでトランザクションのステータスを追跡できます。

このパラメータは、グローバルとセッションの 2 つのレベルで存在し、動的に変更できます。
このパラメータに設定できる値は0（デフォルトOFF）、1、2です。

/**
 取引追跡レベル
*/
列挙型 enum_session_track_transaction_info {
 TX_TRACK_NONE = 0, ///< トランザクション情報にトラッカー項目を送信しない
 TX_TRACK_STATE = 1, ///< トランザクションステータスを追跡する
 TX_TRACK_CHISTICS = 2 ///< トラックの状態と特性
};

このパラメータに許可される値は 0、1、2 です。

0 に設定すると、 show variables like '%session_track_transaction_info%' 、トランザクションステータスの追跡が有効になっていないことが示されます。
1に設定すると、 show variables like '%session_track_transaction_info%'が表示され、追跡トランザクションの状態を示すSTATEが表示されます。
2 に設定すると、 show variables like '%session_track_transaction_info%' 。

2.2 パラメータ設定の影響

session_track_transaction_info パラメータがオンになっている場合、トランザクションステータスレコードをデータベース内で直接照会することはできません。

[WL#4797] によれば、MySQL は各クエリ要求によって返される OK パケットにトランザクションステータス追跡情報を記録します。

パケットをキャプチャすることで、トランザクションのステータス情報を表示できます。

2.2.1 ネイティブ MySQL OK パケット形式

OK パケットデータパケットフォーマット定義

タイプ	名前	説明する
整数<1>	頭	0x00 または 0xFE は、データパケットが OK パケットであることを示します。
整数	影響を受ける行数	影響を受ける行数
整数	最後に挿入されたID	最後に挿入されたID
整数<2>	ステータスインジケーター	CLIENT_PROTOCOL_41が定義されている場合は、この部分があります
整数<2>	警告の数	警告の数。CLIENT_PROTOCOL_41 が定義されている場合、この部分が表示されます。
整数<2>	ステータスインジケーター	CLIENT_TRANSACTIONSが定義されている場合は、この部分があります
弦	情報	人間が判読できるステータス情報。CLIENT_SESSION_TRACK が定義されている場合、このセクションが表示されます。
弦	セッション状態	セッション状態情報。SERVER_SESSION_STATE_CHANGED が定義されている場合、このセクションが表示されます。
弦	情報	人間が読める情報

int<lenenc> および string<lenenc> の lenenc は、LengthEcode を表します。

MySQL-5.7.19 で OK パケットをカプセル化するコードは、protocol_classic.cc ファイルの net_send_ok() 関数にあります。

2.2.3 session_track_transaction_info 追加情報

session_track_transaction_info は、トランザクション情報を表すために 8 文字を使用し、これらの 8 文字は COM_QUERY 要求ステートメントの戻りデータパケットに格納されます (クライアントがステートメントを実行すると、MySQL プロトコルの COM_QUERY 要求にカプセル化され、サーバーに送信されます。サーバーはそれを解析して実行した後、結果をデータパケットにカプセル化して返します)。

位置	情報を表示	具体的な意味
1位	取引	Tは明示的にトランザクションを開始する暗黙的にトランザクションを開始します (@autocommit=0) _ アクティブな取引はありません
2位	安全でない読み取り	r 非トランザクションストレージエンジンのテーブルが現在のトランザクションで読み取られる _ 現在のトランザクションでは、非トランザクションストレージエンジンを持つテーブルは読み込まれません。
3位	トランザクション読み取り	R トランザクションストレージエンジンのテーブルは現在のトランザクションで読み取られます _ 現在のトランザクションではトランザクションストレージエンジンテーブルは読み込まれません
4位	安全でない書き込み	w 非トランザクションストレージエンジンのテーブルは現在のトランザクションで書き込まれます _ 現在のトランザクションでは、非トランザクションストレージエンジンのテーブルにデータは書き込まれません
5位	トランザクション書き込み	W トランザクションストレージエンジンのテーブルは現在のトランザクションに書き込まれます _ 現在のトランザクションでは、トランザクションストレージエンジンテーブルにデータは書き込まれません。
6位	安全でないステートメント	s UUID() と同様に、現在のトランザクションで安全でないステートメントが使用されています _ 同様の安全でないステートメントは使用されていない
7位	結果セット	Sは結果セットをクライアントに送信する _ 結果セットなし
8位	ロックされたテーブル	L テーブルは、LOCK TABLES ステートメントを使用して明示的にロックされます。 _ 現在のトランザクションではテーブルロックはありません

2.2.2 session_track_transaction_info = 0 の場合の OK パケット形式分析

session_track_transaction_info=0 は、トランザクション情報が記録されず、サーバーから返されるすべてのデータパケットにトランザクションステータス追跡情報がないことを意味します。

## セッショントラックトランザクション情報 = 0
クライアントはbegin; encapsulated data packet 06 00 00 # payload_lengthを実行します。
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
62 65 67 69 6e # 開始

サーバーから返されたデータパケット: 応答 
07 00 00 # ペイロード長 
01 # シーケンスID
00 # ヘッダー 0x00 は OK パケットを示します 00 # 影響を受ける行 0
00 # 最後に挿入されたID
03000000

クライアントは、データパケット1a 00 00 # payload_lengthをカプセル化するために、t1 values(55)に挿入を実行します。 
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c75657328353529 # t1 値に挿入(55)

サーバーから返されたデータパケット: 応答
07 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00010003000000

クライアントはコミットを実行します。カプセル化されたデータパケットは07 00 00 # payload_lengthです。
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
636f6d6d6974 # コミット

サーバーから返されたデータベース パッケージ: 応答
07 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00000002000000

2.2.4 session_track_transaction_info = 1 の場合の OK パケット形式分析

## セッショントラックトランザクション情報 = 1
クライアントはbegin; encapsulated data packet 06 00 00 # payload_lengthを実行します。
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
626567696e#開始

サーバーから返されたデータパケット: 応答
14 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00 # ヘッダー 0x00 は OK パケットを示します 00 # 影響を受ける行 0
00 # 最後に挿入されたID
03400000000b050908
54 5f 5f 5f 5f 5f 5f 
# 取引状況情報 T_______
# 場所 1: 54 //トランザクションを明示的に開きます # 場所 2: 5f //現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 3: 5f //現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 4: 5f //現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません # 場所 5: 5f //現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません # 場所 6: 5f //現在のトランザクションでは、安全でないステートメントは使用されません # 場所 7: 5f //結果セットはありません # 場所 8: 5f //テーブル ロックはありません クライアントは、t1 values(111) カプセル化されたデータ パケット 1b 00 00 への挿入を実行します # payload_length
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c7565732831313129 # t1 に挿入値(111)

サーバーから返されたデータパケット: 応答
14 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00010003400000000b050908 
54 5f 5f 5f 57 5f 5f 5f # 取引状況情報 T___W___
# 場所 1: 54 // トランザクションを明示的に開きます # 場所 2: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 3: 5f // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 4: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません # 場所 5: 57 // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルが書き込まれます # 場所 6: 5f // 現在のトランザクションでは、安全でないステートメントは使用されません # 場所 7: 5f // 結果セットはありません # 場所 8: 5f // クライアントはテーブルをロックせずにコミットを実行します。カプセル化されたデータ パケット 07 00 00 # payload_length
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
636f6d6d6974 # コミット

サーバーから返されたデータパケット: 応答
1400000100000002400000000b050908
5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 取引ステータス情報________
# 場所 1: 5f // アクティブなトランザクションはありません。# 場所 2: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません。# 場所 3: 5f // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません。# 場所 4: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません。# 場所 5: 5f // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません。# 場所 6: 5f // 現在のトランザクションでは、安全でないステートメントは使用されません。# 場所 7: 5f // 結果セットはありません。# 場所 8: 5f // テーブル ロックはありません。

2.2.5 session_track_transaction_info = 2 の場合の OK パケット形式解析

session_track_transaction_info パラメータを 2 に設定すると、より詳細なトランザクションステータス情報が表示されます。

クライアントはbegin; encapsulated data packet 06 00 00 # payload_lengthを実行します。
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
626567696e#開始

サーバーから返されたデータパケット: 応答
29 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
000000034000000020050908
54 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 取引状況情報 T_______
0413125354415254205452414e53414354494f4e3b # トランザクションを開始します。
# 場所 1: 54 //トランザクションを明示的に開きます # 場所 2: 5f //現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 3: 5f //現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません # 場所 4: 5f //現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません # 場所 5: 5f //現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません # 場所 6: 5f //現在のトランザクションでは、安全でないステートメントは使用されません # 場所 7: 5f //結果セットはありません # 場所 8: 5f //テーブル ロックはありません クライアントは、t1 values(222) カプセル化されたデータ パケット 1b 00 00 への挿入を実行します # payload_length
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
696e7365727420696e746f2074312076616c7565732832323229 # t1 に挿入値 (222)

サーバーから返されたデータパケット: 応答
14 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00010003400000000b050908
54 5f 5f 5f 57 5f 5f 5f # 取引状況情報 T___W___
# 場所 1: 5f // アクティブなトランザクションはありません。# 場所 2: 5f // 現在のトランザクションで非トランザクション ストレージ エンジン テーブルが読み取られていません。# 場所 3: 5f // 現在のトランザクションでトランザクション ストレージ エンジン テーブルが読み取られていません。# 場所 4: 5f // 現在のトランザクションで非トランザクション ストレージ エンジン テーブルが書き込まれていません。# 場所 5: 5f // 現在のトランザクションでトランザクション ストレージ エンジン テーブルが書き込まれていません。# 場所 6: 5f // 現在のトランザクションで安全でないステートメントが使用されていません。# 場所 7: 5f // 結果セットはありません。# 場所 8: 5f // テーブルはロックされていません。クライアントがコミットを実行します。カプセル化されたデータ パケット 07 00 00 # payload_length
00 # シーケンスID
03 # コマンドタイプ COM_QUERY
636f6d6d6974 # コミット

サーバーから返されたデータパケット: 応答
17 00 00 # ペイロード長
01 # シーケンスID
00000002400000000e050908 
5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f # 取引ステータス情報________
040100
# 場所 1: 5f // アクティブなトランザクションはありません。# 場所 2: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません。# 場所 3: 5f // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは読み込まれません。# 場所 4: 5f // 現在のトランザクションでは、非トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません。# 場所 5: 5f // 現在のトランザクションでは、トランザクション ストレージ エンジン テーブルは書き込まれません。# 場所 6: 5f // 現在のトランザクションでは、安全でないステートメントは使用されません。# 場所 7: 5f // 結果セットはありません。# 場所 8: 5f // テーブル ロックはありません。

3. 結論

session_track_transaction_info パラメータを設定すると、現在の接続のトランザクションステータス情報が MySQL の戻りデータパケットで取得できるようになります。

この機能をデータベースミドルウェアで使用すると、MySQL に障害が発生した場合に接続を自動的に移行し、ユーザーへの影響を軽減できます。

シナリオによっては、基盤となる MySQL ノードの障害により切り替えが発生し、アプリケーションが気付かずに切り替わる場合があります。

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