简介
官网
GitHub - alibaba/canal: 阿里巴巴 MySQL binlog 增量订阅&消费组件
https://github.com/alibaba/canal/wiki
canal原理
- 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)
开发背景
早期阿里巴巴因为杭州和美国双机房部署，存在跨机房同步的业务需求，实现方式主要是基于业务 trigger 获取增量变更。从 2010 年开始，业务逐步尝试数据库日志解析获取增量变更进行同步，由此衍生出了大量的数据库增量订阅和消费业务。
常用组合
canal 1.1.1版本之后, 默认支持将canal server接收到的binlog数据直接投递到MQ, 目前默认支持的MQ系统有:
kafka: https://github.com/apache/kafka
RocketMQ : https://github.com/apache/rocketmq
canal配置
简介
canal的配置加载方式：
canal配置方式有两种：
- ManagerCanalInstanceGenerator： 基于manager管理的配置方式，目前alibaba内部配置使用这种方式。大家可以实现CanalConfigClient，连接各自的管理系统，即可完成接入。
- SpringCanalInstanceGenerator：基于本地spring xml的配置方式，目前开源版本已经自带该功能所有代码，建议使用
Spring配置
spring配置的原理是将整个配置抽象为两部分：
- xxxx-instance.xml (canal组件的配置定义，可以在多个instance配置中共享)
- xxxx.properties (每个instance通道都有各自一份定义，因为每个mysql的ip，帐号，密码等信息不会相同)
通过spring的PropertyPlaceholderConfigurer机制将其融合，生成一份instance实例对象，每个instance对应的组件都是相互独立的，互不影响。
properties配置文件
properties配置分为两部分：
- canal.properties (系统根配置文件)
- instance.properties (instance级别的配置文件，每个instance一份)
【instance.properties配置定义优先级高于canal.properties】
canal.properties
canal配置主要分为两部分定义：
1. instance列表定义 (列出当前server上有多少个instance，每个instance的加载方式是spring/manager等)
2. common参数定义。比如可以将instance.properties的公用参数，抽取放置到这里，每个instance启动时就可以共享。
instance列表定义
参数名字
参数说明
默认值
canal.destinations
当前server上部署的instance列表
无
canal.conf.dir
conf/目录所在的路径
../conf
canal.auto.scan
开启instance自动扫描
如果配置为true，canal.conf.dir目录下的instance配置变化会自动触发：
a. instance目录新增： 触发instance配置载入，lazy为true时则自动启动
b. instance目录删除：卸载对应instance配置，如已启动则进行关闭
c. instance.properties文件变化：reload instance配置，如已启动自动进行重启操作
true
canal.auto.scan.interval
instance自动扫描的间隔时间，单位秒
5
canal.instance.global.mode
全局配置加载方式
spring
canal.instance.global.lazy
全局lazy模式
false
canal.instance.global.manager.address
全局的manager配置方式的链接信息
无
canal.instance.global.spring.xml
全局的spring配置方式的组件文件
classpath:spring/memory-instance.xml
(spring目录相对于canal.conf.dir)
canal.instance.example.mode
canal.instance.example.lazy
canal.instance.example.spring.xml
.....
instance级别的配置定义，如有配置，会自动覆盖全局配置定义模式
命名规则：canal.instance.{name}.xxx
无
canal.instance.tsdb.spring.xml
v1.0.25版本新增,全局的tsdb配置方式的组件文件
classpath:spring/tsdb/h2-tsdb.xml (spring目录相对于canal.conf.dir)
common参数定义
参数名字
参数说明
默认值
canal.id
每个canal server实例的唯一标识，暂无实际意义
1
canal.ip
canal server绑定的本地IP信息，如果不配置，默认选择一个本机IP进行启动服务
无
canal.port
canal server提供socket服务的端口
11111
canal.zkServers
canal server链接zookeeper集群的链接信息
例子：10.20.144.22:2181,10.20.144.51:2181
无
canal.zookeeper.flush.period
canal持久化数据到zookeeper上的更新频率，单位毫秒
1000
canal.instance.memory.batch.mode
canal内存store中数据缓存模式
1. ITEMSIZE : 根据buffer.size进行限制，只限制记录的数量
2. MEMSIZE : 根据buffer.size * buffer.memunit的大小，限制缓存记录的大小
MEMSIZE
canal.instance.memory.buffer.size
canal内存store中可缓存buffer记录数，需要为2的指数
16384
canal.instance.memory.buffer.memunit
内存记录的单位大小，默认1KB，和buffer.size组合决定最终的内存使用大小
1024
canal.instance.transactionn.size
最大事务完整解析的长度支持
超过该长度后，一个事务可能会被拆分成多次提交到canal store中，无法保证事务的完整可见性
1024
canal.instance.fallbackIntervalInSeconds
canal发生mysql切换时，在新的mysql库上查找binlog时需要往前查找的时间，单位秒
说明：mysql主备库可能存在解析延迟或者时钟不统一，需要回退一段时间，保证数据不丢
60
canal.instance.detecting.enable
是否开启心跳检查
false
canal.instance.detecting.sql
心跳检查sql
insert into retl.xdual values(1,now()) on
duplicate key update x=now()
canal.instance.detecting.interval.time
心跳检查频率，单位秒
3
canal.instance.detecting.retry.threshold
心跳检查失败重试次数
3
canal.instance.detecting.heartbeatHaEnable
心跳检查失败后，是否开启自动mysql自动切换
说明：比如心跳检查失败超过阀值后，如果该配置为true，canal就会自动链到mysql备库获取binlog数据
false
canal.instance.network.receiveBufferSize
网络链接参数，SocketOptions.SO_RCVBUF
16384
canal.instance.network.sendBufferSize
网络链接参数，SocketOptions.SO_SNDBUF
16384
canal.instance.network.soTimeout
网络链接参数，SocketOptions.SO_TIMEOUT
30
canal.instance.filter.druid.ddl
是否使用druid处理所有的ddl解析来获取库和表名
true
canal.instance.filter.query.dcl
是否忽略dcl语句
false
canal.instance.filter.query.dml
是否忽略dml语句
(mysql5.6之后，在row模式下每条DML语句也会记录SQL到binlog中,可参考MySQL文档)
false
canal.instance.filter.query.ddl
是否忽略ddl语句
false
canal.instance.filter.table.error
是否忽略binlog表结构获取失败的异常
(主要解决回溯binlog时,对应表已被删除或者表结构和binlog不一致的情况)
false
canal.instance.filter.rows
是否dml的数据变更事件
(主要针对用户只订阅ddl/dcl的操作)
false
canal.instance.filter.transaction.entry
是否忽略事务头和尾,比如针对写入kakfa的消息时，不需要写入TransactionBegin/Transactionend事件
false
canal.instance.binlog.format
支持的binlog format格式列表
(otter会有支持format格式限制)
ROW,STATEMENT,MIXED
canal.instance.binlog.image
支持的binlog image格式列表
(otter会有支持format格式限制)
FULL,MINIMAL,NOBLOB
canal.instance.get.ddl.isolation
ddl语句是否单独一个batch返回
(比如下游dml/ddl如果做batch内无序并发处理,会导致结构不一致)
false
canal.instance.parser.parallel
是否开启binlog并行解析模式
(串行解析资源占用少,但性能有瓶颈, 并行解析可以提升近2.5倍+)
true
canal.instance.parser.parallelBufferSize
binlog并行解析的异步ringbuffer队列
(必须为2的指数)
256
canal.instance.tsdb.enable
是否开启tablemeta的tsdb能力
true
canal.instance.tsdb.dir
主要针对h2-tsdb.xml时对应h2文件的存放目录,默认为conf/xx/h2.mv.db
${canal.file.data.dir:../conf}/${canal.instance.destination:}
canal.instance.tsdb.url
jdbc url的配置
(h2的地址为默认值，如果是mysql需要自行定义)
jdbc:h2:${canal.instance.tsdb.dir}/h2;CACHE_S
IZE=1000;MODE=MYSQL;
canal.instance.tsdb.dbUsername
jdbc url的配置
(h2的地址为默认值，如果是mysql需要自行定义)
canal
canal.instance.tsdb.dbPassword
jdbc url的配置
(h2的地址为默认值，如果是mysql需要自行定义)
canal
canal.instance.rds.accesskey
aliyun账号的ak信息 (如果不需要在本地binlog超过18小时被清理后自动下载oss上的binlog，可以忽略该值)
无
canal.instance.rds.secretkey
aliyun账号的sk信息
(如果不需要在本地binlog超过18小时被清理后自动下载oss上的binlog，可以忽略该值)
无
instance.properties
1.在canal.properties定义了canal.destinations后，需要在canal.conf.dir对应的目录下建立同名的文件
比如：
canal.destinations = example1,example2
这时需要创建example1和example2两个目录，每个目录里各自有一份instance.properties.
canal自带了一份instance.properties demo，可直接复制conf/example目录进行配置修改
cp -R example example1/
cp -R example example2/
2.如果canal.properties未定义instance列表，但开启了canal.auto.scan时
- server第一次启动时，会自动扫描conf目录下，将文件名做为instance name，启动对应的instance
- server运行过程中，会根据canal.auto.scan.interval定义的频率，进行扫描
1. 发现目录有新增，启动新的instance
2. 发现目录有删除，关闭老的instance
3. 发现对应目录的instance.properties有变化，重启instance
一个标准的conf目录结果：
jianghang@jianghang-laptop:~/work/canal/deployer/target/canal$ ls -l conf/
总用量 8
-rwxrwxrwx 1 jianghang jianghang 1677 2013-03-19 15:03 canal.properties ##系统配置
drwxr-xr-x 2 jianghang jianghang 88 2013-03-19 15:03 example ## instance配置
-rwxrwxrwx 1 jianghang jianghang 1840 2013-03-19 15:03 logback.xml ## 日志文件
drwxr-xr-x 2 jianghang jianghang 168 2013-03-19 17:04 spring ## spring instance
instance.properties参数列表
参数名字
参数说明
默认值
canal.instance.mysql.slaveId
mysql集群配置中的serverId概念，需要保证和当前mysql集群中id唯一
(v1.1.x版本之后canal会自动生成，不需要手工指定)
无
canal.instance.master.address
mysql主库链接地址
127.0.0.1:3306
canal.instance.master.journal.name
mysql主库链接时起始的binlog文件
无
canal.instance.master.position
mysql主库链接时起始的binlog偏移量
无
canal.instance.master.timestamp
mysql主库链接时起始的binlog的时间戳
无
canal.instance.gtidon
是否启用mysql gtid的订阅模式
false
canal.instance.master.gtid
mysql主库链接时对应的gtid位点
无
canal.instance.dbUsername
mysql数据库帐号
canal
canal.instance.dbPassword
mysql数据库密码
canal
canal.instance.defaultDatabaseName
mysql链接时默认schema
canal.instance.connectionCharset
mysql 数据解析编码
UTF-8
canal.instance.filter.regex
mysql 数据解析关注的表，Perl正则表达式.
多个正则之间以逗号(,)分隔，转义符需要双斜杠(\\)
常见例子：
1. 所有表：.* or .*\\..*
2. canal schema下所有表： canal\\..*
3. canal下的以canal打头的表：canal\\.canal.*
4. canal schema下的一张表：canal.test1
5. 多个规则组合使用：canal\\..*,mysql.test1,mysql.test2 (逗号分隔)
.*\\..*
canal.instance.filter.black.regex
mysql 数据解析表的黑名单，表达式规则见白名单的规则
无
canal.instance.rds.instanceId
aliyun rds对应的实例id信息
(如果不需要在本地binlog超过18小时被清理后自动下载oss上的binlog，可以忽略该值)
无
1. mysql链接时的起始位置
- canal.instance.master.journal.name + canal.instance.master.position : 精确指定一个binlog位点，进行启动
- canal.instance.master.timestamp : 指定一个时间戳，canal会自动遍历mysql binlog，找到对应时间戳的binlog位点后，进行启动
- 不指定任何信息：默认从当前数据库的位点，进行启动。(show master status)
2. mysql解析关注表定义
- 标准的Perl正则，注意转义时需要双斜杠：\\
3. mysql链接的编码
- 目前canal版本仅支持一个数据库只有一种编码，如果一个库存在多个编码，需要通过filter.regex配置，将其拆分为多个canal instance，为每个instance指定不同的编码
xxxx-instance.xml
instance.xml设计初衷：
允许进行自定义扩展，比如实现了基于数据库的位点管理后，可以自定义一份自己的instance.xml，整个canal设计中最大的灵活性在于此
目前默认支持的instance.xml有以下几种：
- spring/memory-instance.xml
- spring/default-instance.xml
- spring/group-instance.xml
在介绍instance配置之前，先了解一下canal如何维护一份增量订阅&消费的关系信息：
- 解析位点 (parse模块会记录，上一次解析binlog到了什么位置，对应组件为：CanalLogPositionManager)
- 消费位点 (canal server在接收了客户端的ack后，就会记录客户端提交的最后位点，对应的组件为：CanalMetaManager)
对应的两个位点组件，目前都有几种实现：
- memory (memory-instance.xml中使用)
- zookeeper
- mixed
- period (default-instance.xml中使用，集合了zookeeper+memory模式，先写内存，定时刷新数据到zookeeper上)
memory-instance.xml介绍：
所有的组件(parser , sink , store)都选择了内存版模式，记录位点的都选择了memory模式，重启后又会回到初始位点进行解析 。
特点：速度最快，依赖最少(不需要zookeeper)
场景：一般应用在quickstart，或者是出现问题后，进行数据分析的场景，不应该将其应用于生产环境
default-instance.xml介绍：
store选择了内存模式，其余的parser/sink依赖的位点管理选择了持久化模式，目前持久化的方式主要是写入zookeeper，保证数据集群共享.
特点：支持HA
场景：生产环境，集群化部署.
group-instance.xml介绍：
主要针对需要进行多库合并时，可以将多个物理instance合并为一个逻辑instance，提供客户端访问。
场景：分库业务。 比如产品数据拆分了4个库，每个库会有一个instance，如果不用group，业务上要消费数据时，需要启动4个客户端，分别链接4个instance实例。使用group后，可以在canal server上合并为一个逻辑instance，只需要启动1个客户端，链接这个逻辑instance即可.
HA模式配置
在Canal的设计中，基于对容灾的考虑，往往会配置两个或更多个CanalServer来负责一个MySQL数据库实例的数据增量复制。另一方面，为了减少CanalServer的Dump请求对MySQLMaster所带来的性能影响，就要求不同的CanalServer上的instance在同一时刻只能有一个处于Running状态，其他的instance都处于Standby状态，这就使得Canal必须具备主备自动切换的能力。在Canal中，整个主备切换过程控制主要是依赖于ZooKeeper来完成的。
1. 机器准备
a. 运行canal的机器： 10.20.144.22 , 10.20.144.51.
b. zookeeper地址为10.20.144.51:2181
c. mysql地址：10.20.144.15:3306
2. 按照部署和配置，在单台机器上各自完成配置，演示时instance name为example
a. 修改canal.properties，加上zookeeper配置
canal.zkServers=10.20.144.51:2181
canal.instance.global.spring.xml = classpath:spring/default-instance.xml
b. 创建example目录，并修改instance.properties
canal.instance.mysql.slaveId = 1234 ##另外一台机器改成1235，保证slaveId不重复即可
canal.instance.master.address = 10.20.144.15:3306
注意： 两台机器上的instance目录的名字需要保证完全一致，HA模式是依赖于instance name进行管理，同时必须都选择default-instance.xml配置
3. 启动两台机器的canal
-------
ssh 10.20.144.51
sh bin/startup.sh
--------
ssh 10.20.144.22
sh bin/startup.sh
启动后，你可以查看logs/example/example.log，只会看到一台机器上出现了启动成功的日志。
比如我这里启动成功的是10.20.144.51
2013-03-19 18:18:20.590 [main] INFO c.a.o.c.i.spring.support.PropertyPlaceholderConfigurer - Loading properties file from class path resource [canal.properties]
2013-03-19 18:18:20.596 [main] INFO c.a.o.c.i.spring.support.PropertyPlaceholderConfigurer - Loading properties file from class path resource [example/instance.properties]
2013-03-19 18:18:20.831 [main] INFO c.a.otter.canal.instance.spring.CanalInstanceWithSpring - start CannalInstance for 1-example
2013-03-19 18:18:20.845 [main] INFO c.a.otter.canal.instance.spring.CanalInstanceWithSpring - start successful...
查看一下zookeeper中的节点信息，也可以知道当前工作的节点为10.20.144.51:11111
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 15] get /otter/canal/destinations/example/running
{"active":true,"address":"10.20.144.51:11111","cid":1}
4. 客户端链接, 消费数据
a. 可以直接指定zookeeper地址和instance name，canal client会自动从zookeeper中的running节点，获取当前服务的工作节点，然后与其建立链接：
CanalConnector connector = CanalConnectors.newClusterConnector("10.20.144.51:2181", "example", "", "");b. 链接成功后，canal server会记录当前正在工作的canal client信息，比如客户端ip，链接的端口信息等 (聪明的你，应该也可以发现，canal client也可以支持HA功能)
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 17] get /otter/canal/destinations/example/1001/running
{"active":true,"address":"10.12.48.171:50544","clientId":1001}
c. 数据消费成功后，canal server会在zookeeper中记录下当前最后一次消费成功的binlog位点. (下次你重启client时，会从这最后一个位点继续进行消费)
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 16] get /otter/canal/destinations/example/1001/cursor
{"@type":"com.alibaba.otter.canal.protocol.position.LogPosition","identity":{"slaveId":-1,"sourceAddress":{"address":"10.20.144.15","port":3306}},"postion":{"included":false,"journalName":"mysql-bin.002253","position":2574756,"timestamp":1363688722000}}
5.重启一下canal server
停止正在工作的10.20.144.51的canal server
ssh 10.20.144.51
sh bin/stop.sh
这时10.20.144.22会立马启动example instance，提供新的数据服务
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 19] get /otter/canal/destinations/example/running
{"active":true,"address":"10.20.144.22:11111","cid":1}
与此同时，客户端也会随着canal server的切换，通过获取zookeeper中的最新地址，与新的canal server建立链接，继续消费数据，整个过程自动完成
触发HA自动切换场景 (server/client HA模式都有效)
1. 正常场景
a. 正常关闭canal server(会释放instance的所有资源，包括删除running节点)
b. 平滑切换(gracefully)
操作：更新对应instance的running节点内容，将"active"设置为false，对应的running节点收到消息后，会主动释放running节点，让出控制权但自己jvm不退出，gracefully.
{"active":false,"address":"10.20.144.22:11111","cid":1}2. 异常场景
a. canal server对应的jvm异常crash，running节点的释放会在对应的zookeeper session失效后，释放running节点(EPHEMERAL节点)
ps. session过期时间默认为zookeeper配置文件中定义的tickTime的20倍，如果不改动zookeeper配置，那默认就是40秒
b. canal server所在的网络出现闪断，导致zookeeper认为session失效，释放了running节点，此时canal server对应的jvm并未退出，(一种假死状态，非常特殊的情况)
ps. 为了保护假死状态的canal server，避免因瞬间runing失效导致instance重新分布，所以做了一个策略：canal server在收到running节点释放后，延迟一段时间抢占running，原本running节点的拥有者可以不需要等待延迟，优先取得running节点，可以保证假死状态下尽可能不无谓的释放资源。 目前延迟时间的默认值为5秒，即running节点针对假死状态的保护期为5秒.
mysql多节点解析配置(parse解析自动切换)
1. mysql机器准备
准备两台mysql机器，配置为M-M模式，比如ip为：10.20.144.25:3306，10.20.144.29:3306
[mysqld]
xxxxx ##其他正常master/slave配置
log_slave_updates=true ##这个配置一定要打开
2. canal instance配置
# position info
canal.instance.master.address = 10.20.144.25:3306
canal.instance.master.journal.name =
canal.instance.master.position =
canal.instance.master.timestamp =
canal.instance.standby.address = 10.20.144.29:3306
canal.instance.standby.journal.name =
canal.instance.standby.position =
canal.instance.standby.timestamp =
##detecing config
canal.instance.detecting.enable = true ## 需要开启心跳检查
canal.instance.detecting.sql = insert into retl.xdual values(1,now()) on duplicate key update x=now() ##心跳检查sql，也可以选择类似select 1的query语句
canal.instance.detecting.interval.time = 3 ##心跳检查频率
canal.instance.detecting.retry.threshold = 3 ## 心跳检查失败次数阀值，超过该阀值后会触发mysql链接切换，比如切换到standby机器上继续消费binlog
canal.instance.detecting.heartbeatHaEnable = true ## 心跳检查超过失败次数阀值后，是否开启master/standby的切换.
注意：
a. 填写master/standby的地址和各自的起始binlog位置，目前配置只支持一个standby配置.
b. 发生master/standby的切换的条件：(heartbeatHaEnable = true) && (失败次数>=retry.threshold).
c. 多引入一个heartbeatHaEnable的考虑：开启心跳sql有时候是为client检测canal server是否正常工作，如果定时收到了心跳语句，那说明整个canal server工作正常
3. 启动 & 测试
比如关闭一台机器的mysql , /etc/init.d/mysql stop 。在经历大概 interval.time * retry.threshold时间后，就会切换到standby机器上
其他网址
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