MySQL源码分析之通信协议（一）

Posted on 2022-05-13 12:23 面具下的戏命师阅读(1768) 评论(0) 编辑收藏举报

MySQL源码分析之通信协议（一）

mysql 通信协议用于 mysql 客户端和服务器之间的通讯，通过以下几种方式实现：

1）、接口： (Connector/C, Connector/J, 等) 即平时我们所说的 JDBC ODBC 等接口

2）、mysql 中间件

3）、主服务器和从服务器之间的通信

mysql 协议支持一下几点功能：

1）、使用 SSL 的透明加密

2）、透明压缩

3）、连接阶段，进行身份验证和数据交换的能力

4）、执行阶段，接收客户端发来的命令并执行他们

交互过程：

MySQL客户端与服务器的交互主要分为两个阶段：握手认证阶段和命令执行阶段。

握手认证阶段为客户端与服务器建立连接后进行，交互过程如下：

服务器 -> 客户端：握手初始化消息
客户端 -> 服务器：登陆认证消息
服务器 -> 客户端：认证结果消息

客户端认证成功后，会进入命令执行阶段，交互过程如下：

客户端 -> 服务器：执行命令消息
服务器 -> 客户端：命令执行结果

MySQL客户端与服务器的完整交互过程如下

基本类型：

1、整型

整型分为固定长度的整型和可变长度的整型（变长在这里指的是存储长度）。

固定长度类型属于无符号整型，分别有1、2、3、4、6、8字节长度，使用小字节序传输最低有效字节排在第一位。以3字节长度整型为例可以查看 int3store()

变长整型，可能占用1、3、4、9个字节，具体取决于其数值。把一个整型值转换为一个可变字节长度存储需要如下操作：

因此，如果需要将变长存储的整型转化为数值，需要检查第一个字节。

注意：如果数据包的第一个字节是长度编码的整数，其字节值为0xFE，则必须检查数据包的长度，以验证其是否有足够的空间容纳8字节整数。如果不是，它可能是一个EOF数据包。

2、字符串

字符串在协议中有以下几种形势：

1）、固定长度的字符串，具有已知的硬编码长度。例如，ERR数据包的sql状态总是5字节长

2）、字符串长度不固定，当遇到'NULL'（0x00）字符时结束。

3）、字符串的长度由另一个字段确定，或在运行时计算

4）、长度编码字符串，字符串长度不固定，无'NULL'（0x00）结束符，编码方式与上面的 Length Coded integer 相同

5）、如果字符串是数据包的最后一个组成部分，则可以从数据包的总长度减去当前位置来计算其长度。

报文结构：

如果 MySQL 客户端和服务器想发送数据，需要将数据拆为2**24大小的数据包（即16M）因此客户端和服务器之间以最大16M 的数据包进行交换。会为每个数据块预先添加一个数据包头。因此可以这么理解：报文分为消息头和消息体两部分，其中消息头占用固定的4个字节，消息体长度由消息头中的长度字段决定，报文结构如下：

1、消息头，记录了报文长度：用于标记当前请求消息的实际数据长度值，以字节为单位，占用3个字节，最大值为 0xFFFFFF，即接近 16 MB 大小（比16MB少1个字节）

2、消息头，序列号，在一次完整的请求/响应交互过程中，用于保证消息顺序的正确，每次客户端发起请求时，序号值都会从0开始计算。

3、消息体，消息体用于存放请求的内容及响应的数据，长度由消息头中的长度值决定。

通用响应包（服务响应报文）：

响应包可以分为三种，OK_Packet、 ERR_Packet、EOF_Packet。从MySQL 5.7.5开始，OK数据包也被用来表示EOF，EOF数据包被弃用。如果设置了CLIENT_PROTOCOL_41，即MySQL 版本大于4.1。

该数据包包含一个警告计数。

1、OK 响应报文

客户端的命令执行正确时，服务器会返回OK响应报文。

如果 header = 0 并且packer 长度大于7，说明这个包是 OK 数据包

如果 header = 0xFE 并且 packer 长度小于9，说明这个包是 EOF 包。

affecred rows：受影响行数，当执行 INSERT/UPDATE/DELETE 语句时所影响的数据行数

last_insert_id：值为AUTO_INCREMENT索引字段生成，如果没有索引字段，则为0x00。注意：当INSERT插入语句为多行数据时，该索引ID值为第一个插入的数据行索引值，而非最后一个

status_flags: 服务器状态，客户端可以通过该值检查命令是否在事务处理中

warnings: 告警次数，即告警发生的次数

session state info: 会话状态信息

info: 服务器消息，服务器返回给客户端的消息，一般为简单的描述性字符串，可选字段。

**会话状态信息**

状态变化信息作为一组状态变化块在OK数据包中发送，这些状态变化块由以下部分组成：

类型：数据的类型，可以查看 enum_session_state_type.。数据，会话信息改变的数据

enum enum_session_state_type {
  SESSION_TRACK_SYSTEM_VARIABLES, /**< Session system variables */
  SESSION_TRACK_SCHEMA,           /**< Current schema */
  SESSION_TRACK_STATE_CHANGE,     /**< track session state changes */
  SESSION_TRACK_GTIDS,            /**< See also: session_track_gtids */
  SESSION_TRACK_TRANSACTION_CHARACTERISTICS, /**< Transaction chistics */
  SESSION_TRACK_TRANSACTION_STATE            /**< Transaction state */
};