中间件---Binlog传输同步---Maxwell
1. 介绍
Maxwell 是java语言编写的能够读取、解析MySQL binlog，将行更新以json格式发送到 Kafka、RabbitMQ、AWS Kinesis、Google Cloud Pub/Sub、文件，有了增量的数据流，可以想象的应用场景实在太多了，如ETL、维护缓存、收集表级别的dml指标、增量到搜索引擎、数据分区迁移、切库binlog回滚方案，等等。
它还提供其它功能：
- 支持
SELECT * FROM table的方式做全量数据初始化 - 支持主库发生failover后，自动恢复binlog位置（GTID）
- 灵活的对数据进行分区，解决数据倾斜的问题。kafka支持 database, table, column等级别的数据分区
- 它的实现方式是伪装成MySQL Server的从库，接收binlog events，然后根据schemas信息拼装，支持ddl,xid,rows等各种event.
maxwell由 zendesk 开源：https://github.com/zendesk/maxwell ，而且维护者相当活跃。
网上已有人对 Alibaba Cannal, Zendesk Maxwell, Yelp mysql_streamer进行对比，见文后参考 实时抓取MySQL的更新数据到Hadoop。
类似功能的还有：http://debezium.io/docs/connectors/mysql/
安装
使用 maxwell 非常简单，只需要jdk环境
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yum install -y java-1.8.0-openjdk-1.8.0.121-1.b13.el6.x86_64
curl -sLo - https://github.com/zendesk/maxwell/releases/download/v1.12.0/maxwell-1.12.0.tar.gz \
| tar zxvf -
cd maxwell-1.12.0
# 默认寻找当前目录下的 config.properties 配置文件
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要求 mysql server binlog格式是 ROW， row_image 是 FULL。感受一下输出结果
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mysql> update test.e set m = 5.444, c = now(3) where id = 1;
{
"database":"test",
"table":"e",
"type":"update",
"ts":1477053234,
"commit": true,
...
"data":{
"id":1,
"m":5.444,
"c":"2016-10-21 05:33:54.631000",
"comment":"I am a creature of light."
},
"old":{
"m":4.2341,
"c":"2016-10-21 05:33:37.523000"
}
}
mysql> create table test.e ( ... )
{
"type":"table-create",
"database":"test",
"table":"e",
"def":{
"database":"test",
"charset":"utf8mb4",
"table":"e",
"columns":[
{"type":"int", "name":"id", "signed":true},
{"type":"double", "name":"m"},
{"type":"timestamp", "name":"c", "column-length":6},
{"type":"varchar", "name":"comment", "charset":"latin1"}
],
"primary-key":[
"id"
]
},
"ts":1477053126000,
"sql":"create table test.e ( id int(10) not null primary key auto_increment, m double, c timestamp(6), comment varchar(255) charset 'latin1' )",
"position":"master.000006:800050"
}
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data是 After image, old 是 Before image。 insert 只有后镜像，delete只有前镜像（data）type是语句类型：insert, update, delete, database-create, database-alter, database-drop, table-create, table-alter, table-drop 。
基本配置
config.properties 配置文件里面的所有选项，都可以在启动 maxweill ./bin/maxwell 是指定，覆盖配置文件的内容。这里只讲一些常用的。
mysql options
- host
指定从哪个地址的mysql获取binlog - replication_host
如果指定了replication_host，那么它是真正的binlog来源的mysql server地址，而那么上面的host用于存放maxwell表结构和binlog位置的地址。
将两者分开，可以避免 replication_user 往生产库里写数据。 -
schema_host
从哪个host获取表结构。binlog里面没有字段信息，所以maxwell需要从数据库查出schema，存起来。
schema_host一般用不到，但在binlog-proxy场景下就很实用。比如要将已经离线的binlog通过maxwell生成json流，于是自建一个mysql server里面没有结构，只用于发送binlog，此时表机构就可以制动从schema_host获取。 -
gtid_mode
如果 mysql server 启用了GTID，maxwell也可以基于gtid取event。如果mysql server发生failover，maxwell不需要手动指定newfile:postion
正常情况下，replication_host 和 schema_host都不需要指定，只有一个 --host。
- schema_database
使用这个db来存放 maxwell 需要的表，比如要复制的databases, tables, columns, postions, heartbeats.
filtering
- include_dbs
只发送binlog里面这些databases的变更，以,号分隔，中间不要包含空格。
也支持java风格的正则，如include_tables=db1,/db\\d+/，表示 db1, db2, db3…这样的。（下面的filter都支持这种regex）
提示：这里的dbs指定的是真实db。比如binlog里面可能use db1但update db2.ttt，那么maxwell生成的jsondatabase内容是db2。 - exclude_dbs
排除指定的这些 databbases - include_tables
只发送这些表的数据变更。不只需要指定 database. - exclude_tables
排除指定的这些表 - exclude_columns
不输出这些字段。如果字段名在row中不存在，则忽略这个filter。 -
include_column_values
1.12.0新引入的过滤项。只输出满足 column=values 的行，比如include_column_values=bar=x,foo=y，如果有bar字段，那么只输出值为x的行，如果有foo字段，那么只输出值为y的行。
如果没有对应字段，如只有bar=x没有foo字段，那么也成立。（即不是 或，也不是 与） -
blacklist_dbs
一般不用。blacklist_dbs字面上难以与exclude_dbs分开，官网的说明也是模棱两可。
从代码里面看出的意思是，屏蔽指定的这些dbs,tables的结构变更，与行变更过滤，没有关系。它应对的场景是，某个表上频繁的有ddl，比如truncate。
因为往往我们只需要观察部分表的变更，所以要注意这些 include 与 exclude 的关系，记住三点：
- 只要 include 有值，那么不在include里面的都排除
- 只要在 exclude 里面的，都排除
- 其它都正常输出
举个比较极端的例子：
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# database: db1,db2,db3,mydb ① include_dbs=db1,/db\\d+/ ② exclude_dbs=db2 ③ inlcude_tables=t1,t2,t3 ④ exclude_tables=t3 |
配置了 include_dbs，那么mydb不在里面，所以排除；
配置了 exclude_dbs，那么db2排除。剩下db1,db3
同样对 tables，剩下t1,t2
所以db1.t1, db1.t2, db3.t1, db3.t2是筛选后剩下可输出的。如果没有指定include_dbs，那么mydb.t1也可以输出。
formatting
- output_ddl
是否在输出的json流中，包含ddl语句。默认 false - output_binlog_position
是否在输出的json流中，包含binlog filename:postion。默认 false - output_commit_info
是否在输出的json流里面，包含 commit 和 xid 信息。默认 true
比如一个事物里，包含多个表的变更，或一个表上多条数据的变更，那么他们都具有相同的 xid，最后一个row event输出 commit:true 字段。这有利于消费者实现 事务回放，而不仅仅是行级别的回放。 - output_thread_id
同样，binlog里面也包含了 thread_id ，可以包含在输出中。默认 false
消费者可以用它来实现更粗粒度的事务回放。还有一个场景是用户审计，用户每次登陆之后将登陆ip、登陆时间、用户名、thread_id记录到一个表中，可轻松根据thread_id关联到binlog里面这条记录是哪个用户修改的。
monitoring
如果是长时间运行的maxwell，添加monitor配置，maxwell提供了http api返回监控数据。
其它
- init_position
手动指定maxwell要从哪个binlog，哪个位置开始。指定的格式FILE:POSITION:HEARTBEAT。只支持在启动maxwell的命令指定，比如--init_postion=mysql-bin.0000456:4:0。
maxwell 默认从连接上mysql server的当前位置开始解析，如果指定 init_postion，要确保文件确实存在，如果binlog已经被purge掉了，可能需要想其它办法。见 Binlog可视化搜索：实现类似阿里RDS数据追踪功能
2. 选择合适的生产者
Maxwell是将binlog解析成json这种比较通用的格式，那么要去用它可以选择输出到哪里，比如Kafka, rabbitmq, file等，总之送到消息队列里去。每种 Producer 有自己对应的选项。
2.1 file
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producer=file output_file=/tmp/mysql_binlog_data.log |
比较简单，直接指定输出到哪个文件output_file。有什么日志收集系统，可以直接从这里拿。
2.2 rabbitmq
rabbitmq 是非常流行的一个AMQP协议的消息队列服务，相关介绍请参考 rabbitmq入门
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producer=rabbitmq rabbitmq_host=10.81.xx.xxx rabbitmq_user=admin rabbitmq_pass=admin rabbitmq_virtual_host=/some0 rabbitmq_exchange=maxwell.some rabbitmq_exchange_type=topic rabbitmq_exchange_durable=true rabbitmq_exchange_autodelete=false rabbitmq_routing_key_template=%db%.%table% |
上面的参数都很容易理解，1.12.0版本新加入rabbitmq_message_persistent控制发布消息持久化的参数。rabbitmq_routing_key_template是按照 db.tbl 的格式指定 routing_key，在创建队列时，可以根据不同的表进入不同的队列，提高并行消费而不乱序的能力。
因为rabbitmq搭建起来非常简单，所以我习惯用这个。
2.3 kafka
kafka是maxwell支持最完善的一个producer，并且内置了 多个版本的 kafka client(0.8.2.2, 0.9.0.1, 0.10.0.1, 0.10.2.1 or 0.11.0.1)，默认 kafka_version=0.11.0.1
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producer=kafka
# 指定kafka brokers 地址
kafka.bootstrap.servers=hosta:9092,hostb:9092
# kafka主题可以是固定的，可以是 `maxwell_%{database}_%{table}` 这种按表去自动创建的动态topic
kafka_topic=maxwell
# ddl单独使用的topic
ddl_kafka_topic=maxwell_ddl
# kafka和kenesis都支持分区，可以选择根据 database, table, primary_key, 或者column的值去做partition
# maxwell默认使用database，在启动的时候会去检查是否topic是否有足够多数量的partitions，所以要提前创建好
# bin/kafka-topics.sh --zookeeper ZK_HOST:2181 --create \
# --topic maxwell --partitions 20 --replication-factor 2
producer_partition_by=database
# 如果指定了 producer_partition_by=column, 就需要指定下面两个参数
# 根据user_id,create_date两列的值去分区，partition_key形如 1178532016-10-10 18:29:04
producer_partition_columns=user_id,create_date
# 如果不存在user_id或create_date，则按照database分区:
producer_partition_by_fallback=database
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maxwell会读取kafka.开头的参数，设置到连接参数里，比如kafka.acks=1,kafka.retries=3等
2.4 redis
redis也有简单的发布订阅(pub/sub)功能
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producer=redis redis_host=10.47.xx.xxx redis_port=6379 # redis_auth=redis_auth redis_database=0 redis_pub_channel=maxwell |
但是试用一番之后，发现如果订阅没有连上去的话，所有pub的消息是会丢失的。所以最好使用push/pop去实现。
3. 注意事项
下面的是在使用过程中遇到的一些小问题，做下总结。
timestamp column
maxwell对时间类型（datetime, timestamp, date）都是当做字符串处理的，这也是为了保证数据一致(比如0000-00-00 00:00:00这样的时间在timestamp里是非法的，但mysql却认，解析成java或者python类型就是null/None)。
如果MySQL表上的字段是 timestamp 类型，是有时区的概念，binlog解析出来的是标准UTC时间，但用户看到的是本地时间。比如 f_create_time timestamp 创建时间是北京时间2018-01-05 21:01:01，那么mysql实际存储的是2018-01-05 13:01:01，binlog里面也是这个时间字符串。如果不做消费者不做时区转换，会少8个小时。被这个狠狠坑了一把。
与其每个客户端都要考虑这个问题，我觉得更合理的做法是提供时区参数，然后maxwell自动处理时区问题，否则要么客户端先需要知道哪些列是timestamp类型，或者连接上原库缓存上这些类型。
binary column
maxwell可以处理binary类型的列，如blob、varbinary，它的做法就是对二进制列使用 base64_encode，当做字符串输出到json。消费者拿到这个列数据后，不能直接拼装，需要 base64_decode。
表结构不同步
如果是拿比较老的binlog，放到新的mysql server上去用maxwell拉去，有可能表结构已经发生了变化，比如binlog里面字段比 schema_host 里面的字段多一个。目前这种情况没有发现异常，比如阿里RDS默认会为 无主键无唯一索引的表，增加一个__##alibaba_rds_rowid##__，在 show create table 和 schema里面都看不到这个隐藏主键，但binlog里面会有，同步到从库。
另外我们有通过git去管理结构版本，如果真有这种场景，也可以应对。
大事务binlog
当一个事物产生的binlog量非常大的时候，比如迁移日表数据，maxwell为了控制内存使用，会自动将处理不过来的binlog放到文件系统
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Using kafka version: 0.11.0.1 21:16:07,109 WARN MaxwellMetrics - Metrics will not be exposed: metricsReportingType not configured. 21:16:07,380 INFO SchemaStoreSchema - Creating maxwell database 21:16:07,540 INFO Maxwell - Maxwell v?? is booting (RabbitmqProducer), starting at Position[BinlogPosition[mysql-bin.006235:24980714], lastHeartbeat=0] 21:16:07,649 INFO AbstractSchemaStore - Maxwell is capturing initial schema 21:16:08,267 INFO BinlogConnectorReplicator - Setting initial binlog pos to: mysql-bin.006235:24980714 21:16:08,324 INFO BinaryLogClient - Connected to rm-xxxxxxxxxxx.mysql.rds.aliyuncs.com:3306 at mysql-bin.006235/24980714 (sid:637 9, cid:9182598) 21:16:08,325 INFO BinlogConnectorLifecycleListener - Binlog connected. 03:15:36,104 INFO ListWithDiskBuffer - Overflowed in-memory buffer, spilling over into /tmp/maxwell7935334910787514257events 03:17:14,880 INFO ListWithDiskBuffer - Overflowed in-memory buffer, spilling over into /tmp/maxwell3143086481692829045events |
但是遇到另外一个问题，overflow随后就出现异常EventDataDeserializationException: Failed to deserialize data of EventHeaderV4，当我另起一个maxwell指点之前的binlog postion开始解析，却有没有抛异常。事后的数据也表明并没有数据丢失。
问题产生的原因还不明，Caused by: java.net.SocketException: Connection reset，感觉像读取 binlog 流的时候还没读取到完整的event，异常关闭了连接。这个问题比较顽固，github上面类似问题都没有达到明确的解决。（这也从侧面告诉我们，大表数据迁移，也要批量进行，不要一个insert into .. select 搞定）
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03:18:20,586 INFO ListWithDiskBuffer - Overflowed in-memory buffer, spilling over into /tmp/maxwell5229190074667071141events
03:19:31,289 WARN BinlogConnectorLifecycleListener - Communication failure.
com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.EventDataDeserializationException: Failed to deserialize data of EventHeaderV4{time
stamp=1514920657000, eventType=WRITE_ROWS, serverId=2115082720, headerLength=19, dataLength=8155, nextPosition=520539918, flags=0}
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.EventDeserializer.deserializeEventData(EventDeserializer.java:216) ~[mys
ql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.EventDeserializer.nextEvent(EventDeserializer.java:184) ~[mysql-binlog-c
onnector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.BinaryLogClient.listenForEventPackets(BinaryLogClient.java:890) [mysql-binlog-connector-java-0
.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.BinaryLogClient.connect(BinaryLogClient.java:559) [mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13
.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.BinaryLogClient$7.run(BinaryLogClient.java:793) [mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0
]
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) [?:1.8.0_121]
Caused by: java.net.SocketException: Connection reset
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:210) ~[?:1.8.0_121]
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141) ~[?:1.8.0_121]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.io.BufferedSocketInputStream.read(BufferedSocketInputStream.java:51) ~[mysql-binlog-connector-
java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.io.ByteArrayInputStream.readWithinBlockBoundaries(ByteArrayInputStream.java:202) ~[mysql-binlo
g-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.io.ByteArrayInputStream.read(ByteArrayInputStream.java:184) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13
.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.io.ByteArrayInputStream.readInteger(ByteArrayInputStream.java:46) ~[mysql-binlog-connector-jav
a-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.AbstractRowsEventDataDeserializer.deserializeLong(AbstractRowsEventDataD
eserializer.java:212) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.AbstractRowsEventDataDeserializer.deserializeCell(AbstractRowsEventDataD
eserializer.java:150) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.AbstractRowsEventDataDeserializer.deserializeRow(AbstractRowsEventDataDeserializer.java:132) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.WriteRowsEventDataDeserializer.deserializeRows(WriteRowsEventDataDeserializer.java:64) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.WriteRowsEventDataDeserializer.deserialize(WriteRowsEventDataDeserializer.java:56) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.WriteRowsEventDataDeserializer.deserialize(WriteRowsEventDataDeserializer.java:32) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
at com.github.shyiko.mysql.binlog.event.deserialization.EventDeserializer.deserializeEventData(EventDeserializer.java:210) ~[mysql-binlog-connector-java-0.13.0.jar:0.13.0]
... 5 more
03:19:31,514 INFO BinlogConnectorLifecycleListener - Binlog disconnected.
03:19:31,590 WARN BinlogConnectorReplicator - replicator stopped at position: mysql-bin.006236:520531744 -- restarting
03:19:31,595 INFO BinaryLogClient - Connected to rm-xxxxxx.mysql.rds.aliyuncs.com:3306 at mysql-bin.006236/520531744 (sid:6379, cid:9220521)
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tableMapCache
前面讲过，如果我只想获取某几个表的binlog变更，需要用 include_tables 来过滤，但如果mysql server上现在删了一个表t1，但我的binlog是从昨天开始读取，被删的那个表t1在maxwell启动的时候是拉取不到表结构的。然后昨天的binlog里面有 t1 的变更，因为找不到表结构给来组装成json，会抛异常。
手动在 maxwell.tables/columns 里面插入记录是可行的。但这个问题的根本是，maxwell在binlog过滤的时候，只在处理row_event的时候，而对 tableMapCache 要求binlog里面的所有表都要有。
自己提交了一个commit，可以在做 tableMapCache 的时候也仅要求缓存 include_dbs/tables 这些表： https://github.com/seanlook/maxwell/commit/2618b70303078bf910a1981b69943cca75ee04fb
提高消费性能
再用rabbitmq时，routing_key 是 %db%.%table%，但某些表产生的binlog增量非常大，就会导致各队列消息量很不平均，目前因为还没做到事务xid或者thread_id级别的并发回放，所以最小队列粒度也是表，尽量单独放一个队列，其它数据量小的合在一起。
参考
- http://maxwells-daemon.io/config/
- 实时抓取MySQL的更新数据到Hadoop
- MySQL CDC, Streaming Binary Logs and Asynchronous Triggers