逻辑解码DDL Replay框架设计


难度 中等

1. 背景

当前逻辑复制支持DDL同步功能已适配PG模式,其整体流程如下:

  1. 后端进程捕获客户端的原始ddl存入系统表(相当于队列);
  2. 通过逻辑复制协议将ddl同步到订阅端;
  3. 订阅端识别到ddl后,对ddl进行replay(使用原始的ddl sql走parse再execute执行);

这里面的replay最重要的就是apply worker需要有对应数据库模式的上下文。
对于PG模式来说,由于sql解析引擎是PG,天生就具有对应的ddl执行上下文,可以直接调用pg_parse_query执行。
但对于sqlserver模式来说,由于sqlserver模式使用bbf插件实现,并采用tcp端口来进行区分,
这对于replay的apply worker来说,worker进程没有数据库连接,当前机制无法构造完整的sqlserver执行上下文,因而需要进行单独适配。
同时考虑到后续可能会有其他数据库模式需要进行适配,比如mysql、oracle、db2等,因而需要考虑一种通用的replay 框架,方便后续扩展和完善。

整体架构

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replay 架构

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接口定义

  • 数据库模式定义
typedef enum ReplayDialect {
        REPLAY_DIALECT_PG = 0,
        REPLAY_DIALECT_TSQL,
        REPLAY_DIALECT_ORACLE,
        REPLAY_DIALECT MYSQL,
        REPLAY_DIALECT_DB2,
        REPLAY_DIALECT_MAX
} ReplayDialect;
  • replay上下文定义
typedef struct ReplayExecContext
{
        ReplayDialect dialect; // 数据库模式
        char *dbname; // 逻辑数据库名称
        char *search_path;
        oid user_oid;
        bool switched_user;
        UserContext ucxt;
        void *adpater_private; // 扩展数据
} ReplayExecContext;
  • replay回调函数接口
typedef struct ReplayDialectAdapter {
        const char *name;
        bool (*init_context)(ReplayExecContext *ctx);
        bool (*execute_ddl)(ReplayExecContext *ctx,const char *sql);
        void (*cleanup_context)(ReplayExecContext *ctx);
} ReplayDialectAdapter;
  • replay框架注册初始化
void ReplayFrameworkInit(void);

bool RegisterReplayDialectAdapter(ReplayDialect dialect,ReplayDialectAdapter *adapter);

ReplayDialectAdapter *GetReplayAdapter(ReplayDialect dialect);

replay

pg replay

对于pg repaly来说,只是封装一下replay ddl函数即可,不需要初始化和清理上下文。

static ReplayDialectAdapter pg_adapter = {
        .name = "postgres",
        .init_context = pg_replay_init_context,
        .execute_ddl = pg_replay_execute_ddl,
        .cleanup_context = pg_replay_cleanup_context,
};

sqlserver replay

对于sqlserver来说,由于worker没有和后端进程的TDS端口建立连接,因而需要在worker进程启动的时候构建一个sqlserver parse的上下文。
而这个构建上下文又分为两种情况:

  1. 简单上下文,仅修改worker进程内的sql_dialect,让捕获到tsql可以走bbf的parse;
  2. 完整上下文,完整上下文需要在bbf内部设置逻辑数据库;

sqlserver replay同样需要实现接口定义中的如下三个函数:

  • init_context
  • execute_ddl
  • cleanup_context

对于构建上下文的两种情况,共有两种replay实现方式:

  1. simple方式,支持的ddl有限,但仅仅需要修改内核,不需要修改bbf插件
  2. full方式,支持的ddl种类更多,但需要更改bbf的代码,实现上面提到的接口,并在bbf插件初始化时同步初始化sqlserver上下文;

sqlserver simple replay

static ReplayDialectAdapter tsql_simple_adapter =
{
        .name = "tsql-simple",
        .init_context = tsql_simple_init_context,
        .execute_ddl = tsql_simple_execute_ddl,
        .cleanup_context = tsql_simple_cleanup_context,
}

simple方式实现基本和PG的实现一致,区别主要在init_context,sqlserver模式需要显示设置sql_dialect,

(void) set_config_option("babelfishpg_tsql.sql_dialect","tsql",
                        PGC_USERSET, PGC_S_SESSION,
                        GUC_ACTION_SET, true, 0, false);

sqlserver custom replay

完整的sqlserver上下文构建需要在bbf插件内部注册对应的回调函数,并在bbf插件初始化时注册到replay 框架中。

在babelfishpg_tsql插件注册的_PG_init_函数中注册tsql replay的回调。

bbf插件源码需要引入replay的头文件,并实现对应的回调函数。

void
bbf_register_tsql_replay_adapter(void)
{
        RegisterReplayDialectAdapter(REPLAY_DIALECT_TSQL, &bbf_tsql_adapter);
        get_current_dbname_hook = bbf_get_current_dbname;
}
static ReplayDialectAdapter pbf_tsql_adapter =
{
        .name = "tsql",
        .init_context = bbf_replay_init_context, 
        .execute_ddl = bbf_replay_execute_ddl,
        .cleanup_context = bbf_replay_cleanup_context,
};

最终目标为:通过注册回调函数需要内核的worker进程能够拥有完整的sqlserver上下文,使worker进程执行ddl sql和客户端连接到TDS端口执行一致。

运行机制

simple replay因为只需要修改内核源码,因而默认在内核里实现。
如果bbf插件没有实现对应的replay回调函数,就会注册simple replay,采用simple replay的方式来回放执行ddl。
如果bbf插件实现了对应的回调函数并注册到replay框架,将不会注册simple replay。


文章作者: growdu
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