CentOS环境利用mariadb(mysql)数据库使用golang实现分布式系统的Leader选举

一、准备工作

1.下载安装vmware，步骤省略。

2.下载CentOS系统ios包：http://isoredirect.centos.org/centos/7/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-Everything-1611.iso

3.下载安装Xshell5，步骤省略。

4.下载安装git，步骤省略。

5.mariadb用于golang的api：https://github.com/go-sql-driver/mysql

6.vmware中依次点击“创建新的虚拟机”->“典型”->“安装程序光盘映像文件”选择上面下载的ios文件，然后一路下一步即可快速安装CentOS系统。

至于为什么安装CentOS，其实其他linux版本也可以。安装完成的CentOS系统如下图：

 

二、安装配置mariadb数据库

选择mariadb数据库的原因是，CentOS 7 版本将MySQL数据库软件从默认的程序列表中移除，用mariadb代替了。好在MariaDB的完全兼容MySQL的API和命令行，不影响我们使用。

点击屏幕左上角的Applications，打开Terminal。

首先切换到root权限：

输入su，回车，看到Password:后输入密码，注意密码不会显示出来，输入完毕直接回车就好。

然后输入命令安装mariadb数据库：

yum install mariadb mariadb-server

所有的提示输入y回车，如下图所示。

 

最后出现Complete!说明安装成功，我们将mariadb加入开机启动项并启动。

mariadb加入开机启动项：

systemctl enable mariadb.service

mariadb启动：

systemctl start mariadb.service

接下来进行MariaDB的相关简单配置，输入命令：

mysql_secure_installation

屏幕显示：Enter current password for root (enter for none)，初始密码为空，我们直接回车即可。

接下来的提示依次是：设置密码（若Y设置密码，需要输入两次密码）、是否删除匿名用户、是否禁止root远程登录、是否删除test数据库、是否重新加载权限表。

我将密码设置成19930309，后四个选项分别输入n、n、n、y。

然后我们配置MariaDB的字符集，依次修改以下几个文件，可能用到的命令有以下几个。

(1)打开文件：vi 文件名.后缀名

(2)编辑文件：打开文件后按键盘“i”

(3)退出编辑：ESC

(4)保存修改并关闭文件：输入:wq回车

(5)撤销修改：输入:undo回车

在/etc/my.cnf文件的[mysqld]标签下添加

init_connect='SET collation_connection = utf8_unicode_ci'
init_connect='SET NAMES utf8'
character-set-server=utf8
collation-server=utf8_unicode_ci
skip-character-set-client-handshake

在/etc/my.cnf.d/client.cnf文件的[client]标签中添加

default-character-set=utf8

在/etc/my.cnf.d/mysql-clients.cnf文件的[mysql]标签中添加

default-character-set=utf8

配置完成后，输入命令重启mariadb：

systemctl restart mariadb

进入mariadb：

mysql -u root -p

提示输入密码，输入我上一部设置的密码19930309，注意不会显示，输入完直接回车就好。

查看一下我们设置好的字符集，输入：

show variables like "%character%";show variables like "%collation%";

这里为了使用方便，我将输入命令的位置由虚拟机的terminal换成了Xshell，与terminal里输入并无差别，Xshell的使用方法在我另一篇博客里有提及（http://www.cnblogs.com/renjiashuo/p/7247388.html），这里不做赘述。

显示为

 

字符集配置完成。

输入一下命令查看一下目前已有的数据库：

show databases;

可以看到我们现在有4个database。

 

三、使用数据库与golang实现分布式系统的leader选举

在Xshell中输入命令使用test表：

use test

下面在Xshell输入一个命令给数据库授予外网访问权限：

grant all privileges on *.* to root@'%' identified by '19930309';

其中，root为我们设置的数据库用户名，19930309为我的数据库密码。

创建一个数据表用于当前leader的记录与更新：

CREATE TABLE service_election (
  anchor tinyint(3) unsigned NOT NULL,
  service_id varchar(128) NOT NULL,
  last_seen_active timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (anchor)
) ENGINE=InnoDB

　　

可以输入以下命令查看此test数据库下包含的所有表：

show tables;

下面查看一下我们创建的数据库表：

SHOW FULL COLUMNS from service_election;

可以看到表已经创建成功了，如下图所示。

 

数据库完成后，我们开始编写golang程序。

首先使用git获取golang对mysql的api，下面是git命令：

查看golang的位置：

which go

设置GOROOT：

export GOROOT=/c/Go

我将golang程序放到了d盘的golang文件夹下，那么设置一下GOPATH：

export GOPATH=/d/golang/

获取zookeeper对go的api：

go get github.com/go-sql-driver/mysql

下面在d盘golang文件夹下新建两个go项目，分别写入如下代码来模拟Leader选举的过程：

package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"
	_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
	"time"
)

func main() {
	// 连接数据库
	db, err := sql.Open("mysql", "root:19930309@tcp(192.168.40.128:3306)/test?charset=utf8")
	checkErr(err)
	// 如果用于记录leader的数据库表中没有数据，则插入数据，将本进程设为leader
	rows, err := db.Query("SELECT * FROM service_election for update")
	checkErr(err)
	if rows == nil{
		_, err = db.Exec("replace into service_election (anchor, service_id, last_seen_active) values (1, 'user1', now())")
		checkErr(err)
	}
	db.Query("commit");

	// 轮询
	for {
		// 加锁
		rows, err := db.Query("SELECT * FROM service_election where anchor = '1' for update")
		checkErr(err)
		for rows.Next() {
			var anchor int
			var service_id string
			var last_seen_active string
			rows.Columns()
			err = rows.Scan(&anchor, &service_id, &last_seen_active)
			checkErr(err)
			//fmt.Println(last_seen_active)
			local, _ := time.LoadLocation("Local")
			tm2, _ := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", last_seen_active, local)
			//fmt.Println(tm2.Unix())
			//fmt.Println(tm2)
			now := time.Now()
			//fmt.Println(now.Unix())
			// 每5秒更新一下时间戳，若发现时间戳超过10秒没被更新，则竞选leader
			if service_id == "user1" && now.Unix()-tm2.Unix() > 5 {
				// 插入数据
				_, err = db.Exec("update service_election set service_id = 'user1',last_seen_active = now() where anchor = '1'")
				checkErr(err)
			}else if now.Unix()-tm2.Unix() > 10 {
				// 插入数据
				_, err = db.Exec("update service_election set service_id = 'user1',last_seen_active = now() where anchor = '1'")
				checkErr(err)
			}
			// 解锁
			db.Query("commit");
		}
		// 查询本进程是否为leader
		rows, err = db.Query("SELECT * FROM service_election")
		checkErr(err)
		for rows.Next() {
			var anchor int
			var service_id string
			var last_seen_active string
			rows.Columns()
			err = rows.Scan(&anchor, &service_id, &last_seen_active)
			checkErr(err)
			if service_id == "user1" {
				fmt.Println("I am the master.")
			} else {
				fmt.Println("I am the slave.")
			}
		}
		time.Sleep(time.Second * 5)
	}
	db.Close()
}

func checkErr(err error) {
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

　　

package main

import (
	"database/sql"
	"fmt"
	_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
	"time"
)

func main() {
	// 连接数据库
	db, err := sql.Open("mysql", "root:19930309@tcp(192.168.40.128:3306)/test?charset=utf8")
	checkErr(err)
	// 如果用于记录leader的数据库表中没有数据，则插入数据，将本进程设为leader
	rows, err := db.Query("SELECT * FROM service_election for update")
	checkErr(err)
	if rows == nil{
		_, err = db.Exec("replace into service_election (anchor, service_id, last_seen_active) values (1, 'user2', now())")
		checkErr(err)
	}
	db.Query("commit");

	// 轮询
	for {
		// 加锁
		rows, err := db.Query("SELECT * FROM service_election where anchor = '1' for update")
		checkErr(err)
		for rows.Next() {
			var anchor int
			var service_id string
			var last_seen_active string
			rows.Columns()
			err = rows.Scan(&anchor, &service_id, &last_seen_active)
			checkErr(err)
			//fmt.Println(last_seen_active)
			local, _ := time.LoadLocation("Local")
			tm2, _ := time.ParseInLocation("2006-01-02 15:04:05", last_seen_active, local)
			//fmt.Println(tm2.Unix())
			//fmt.Println(tm2)
			now := time.Now()
			//fmt.Println(now.Unix())
			// 每5秒更新一下时间戳，若发现时间戳超过10秒没被更新，则竞选leader
			if service_id == "user2" && now.Unix()-tm2.Unix() > 5 {
				// 插入数据
				_, err = db.Exec("update service_election set service_id = 'user2',last_seen_active = now() where anchor = '1'")
				checkErr(err)
			}else if now.Unix()-tm2.Unix() > 10 {
				// 插入数据
				_, err = db.Exec("update service_election set service_id = 'user2',last_seen_active = now() where anchor = '1'")
				checkErr(err)
			}
			// 解锁
			db.Query("commit");
		}
		// 查询本进程是否为leader
		rows, err = db.Query("SELECT * FROM service_election")
		checkErr(err)
		for rows.Next() {
			var anchor int
			var service_id string
			var last_seen_active string
			rows.Columns()
			err = rows.Scan(&anchor, &service_id, &last_seen_active)
			checkErr(err)
			if service_id == "user2" {
				fmt.Println("I am the master.")
			} else {
				fmt.Println("I am the slave.")
			}
		}
		time.Sleep(time.Second * 5)
	}
	db.Close()
}

func checkErr(err error) {
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

　　

两个程序代码的差别仅仅在于，数据库表的service_id项一个设置成了user1，另一个设置成了uesr2。在实际应用中，我们可以将这项设置成各自物理机的ip。

分别运行两个程序，可以看到一个程序不断输出“I am the master.”，另一个程序不断输出“I am the slave.”，如果关闭master程序，则大约10秒后，slave程序开始输出master，之后再打开之前关闭的程序，它已经成为了新的slave。如图所示。

 

 

自此，CentOS环境利用mariadb(mysql)数据库使用golang实现分布式系统的Leader选举实现完毕。

四、参考网络资源

http://www.cnblogs.com/starof/p/4680083.html

http://www.linuxidc.com/Linux/2016-03/128880.htm

http://blog.csdn.net/a19352226/article/details/50814900

http://code.openark.org/blog/mysql/leader-election-using-mysql