我的mqtt协议和emqttd开源项目个人理解（9） - 集群和Mnesia源码分析

2021-12-09 19:37:26

学习mqtt协议和emqttd开源项目http://emqtt.com/

emqttd源码版本号是v1.1.3。http://emqtt.com/downloads/1113


一、先来看EMQ的文档定义：http://emqtt.com/docs/v1/cluster.html

emqttd集群设置管理¶


假设部署两台服务器s1.emqtt.io, s2.emqtt.io上部署集群:


节点名 主机名(FQDN) IP地址

emqttd@s1.emqtt.io 或emqttd@192.168.0.10 s1.emqtt.io 192.168.0.10

emqttd@s2.emqtt.io 或emqttd@192.168.0.20 s2.emqtt.io 192.168.0.20

Warning

节点名格式: Name@Host, Host必须是IP地址或FQDN(主机名.域名)


emqttd@s1.emqtt.io节点设置


emqttd/etc/vm.args:


-name emqttd@s1.emqtt.io


或


-name emqttd@192.168.0.10

Warning

节点启动加入集群后，节点名称不能变更。


emqttd@s2.emqtt.io节点设置


emqttd/etc/vm.args:


-name emqttd@s2.emqtt.io


或


-name emqttd@192.168.0.20

节点加入集群


启动两台节点后，emqttd@s2.emqtt.io上执行:


$ ./bin/emqttd_ctl cluster join emqttd@s1.emqtt.io


Join the cluster successfully.

Cluster status: [{running_nodes,['emqttd@s1.emqtt.io','emqttd@s2.emqtt.io']}]

或，emqttd@s1.emqtt.io上执行:


$ ./bin/emqttd_ctl cluster join emqttd@s2.emqtt.io


Join the cluster successfully.

Cluster status: [{running_nodes,['emqttd@s1.emqtt.io','emqttd@s2.emqtt.io']}]

任意节点上查询集群状态:


$ ./bin/emqttd_ctl cluster status


Cluster status: [{running_nodes,['emqttd@s1.emqtt.io','emqttd@s2.emqtt.io']}]

节点退出集群


节点退出集群，两种方式:


leave: 本节点退出集群

remove: 从集群删除其他节点

emqttd@s2.emqtt.io主动退出集群:


$ ./bin/emqttd_ctl cluster leave

或emqttd@s1.emqtt.io节点上，从集群删除emqttd@s2.emqtt.io节点:


$ ./bin/emqttd_ctl cluster remove emqttd@s2.emqtt.io

二、emqttd_ctl是怎么使用的？


-module(emqttd_cli).有定义要加载的命令


-export([status/1, broker/1, cluster/1, users/1, clients/1, sessions/1,
         routes/1, topics/1, subscriptions/1, plugins/1, bridges/1,
         listeners/1, vm/1, mnesia/1, trace/1]).
load() ->
    Cmds = [Fun || {Fun, _} <- ?MODULE:module_info(exports), is_cmd(Fun)],
    [emqttd_ctl:register_cmd(Cmd, {?MODULE, Cmd}, []) || Cmd <- Cmds].


三、加入集群后，子节点mnesia数据库怎么办？


mnesia数据库天然支持分布式集群。子节点加入之后就类似MySQL数据库主从备份一样，主节点和子节点mnesia会保持同步。来看源码：


-module(emqttd_mnesia).
%% @doc Join the mnesia cluster
-spec(join_cluster(node()) -> ok).
join_cluster(Node) when Node =/= node() ->
    %% Stop mnesia and delete schema first
    ensure_ok(ensure_stopped()),
    ensure_ok(delete_schema()),
    %% Start mnesia and cluster to node
    ensure_ok(ensure_started()),
    ensure_ok(connect(Node)),
    ensure_ok(copy_schema(node())),
    %% Copy tables
    copy_tables(),
    ensure_ok(wait_for(tables)).


子节点加入之后，会先删除自己的mnesia数据库和各个表，然后copy一份主节点的库，再copy各个表数据。

%% @doc Cluster with node.
-spec(connect(node()) -> ok | {error, any()}).
connect(Node) ->
    case mnesia:change_config(extra_db_nodes, [Node]) of
        {ok, [Node]} -> ok;
        {ok, []}     -> {error, {failed_to_connect_node, Node}};
        Error        -> Error
    end.
%% @doc Copy schema.
copy_schema(Node) ->
    case mnesia:change_table_copy_type(schema, Node, disc_copies) of
        {atomic, ok} ->
            ok;
        {aborted, {already_exists, schema, Node, disc_copies}} ->
            ok;
        {aborted, Error} ->
            {error, Error}
    end.
%% @doc Copy mnesia tables.
copy_tables() ->
    emqttd_boot:apply_module_attributes(copy_mnesia).


函数copy_tables()，会检索和执行emq工程目录下所有erl模块里面的mnesia(copy)函数，模块要求含有"-copy_mnesia({mnesia, [copy]})."关键字


例如：


-module(emqttd_backend).
mnesia(copy) ->
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(retained_message),
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(backend_subscription).
-module(emqttd_router).
-copy_mnesia({mnesia, [copy]}).
mnesia(copy) ->
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(route, ram_copies).



EMQ工程目录下，有关键字-boot_mnesia({mnesia, [boot]}).和-copy_mnesia({mnesia, [copy]}).的模块是：


-module(emqttd_backend).

-module(emqttd_pubsub).

-module(emqttd_router).

-module(emqttd_server).

-module(emqttd_sm).

-module(emqttd_trie).


其中，emqttd_backend模块新建的数据库retained_message和backend_subscription是disc_copies类型的，其他模块是ram_copies类型的。




四、emqttd的mnesia初始化


1、-module(emqttd_app).

start(_StartType, _StartArgs) ->
    print_banner(),
    emqttd_mnesia:start(),


2、-module(emqttd_mnesia).

start() ->
    ensure_ok(ensure_data_dir()),
    ensure_ok(init_schema()),
    ok = mnesia:start(),
    init_tables(),
    wait_for(tables).
%% @doc Init mnesia schema or tables.
init_schema() ->
    case mnesia:system_info(extra_db_nodes) of
        []    -> mnesia:create_schema([node()]);
        [_|_] -> ok
    end.
%% @private
%% @doc Init mnesia tables.
init_tables() ->
    case mnesia:system_info(extra_db_nodes) of
        []    -> create_tables();
        [_|_] -> copy_tables()
    end.


3、数据库启动和拷贝的例子-module(emqttd_backend).

-boot_mnesia({mnesia, [boot]}).
-copy_mnesia({mnesia, [copy]}).
%% Mnesia callbacks
%%--------------------------------------------------------------------
mnesia(boot) ->
    ok = emqttd_mnesia:create_table(retained_message, [
                {type, ordered_set},
                {disc_copies, [node()]},
                {record_name, retained_message},
                {attributes, record_info(fields, retained_message)},
                {storage_properties, [{ets, [compressed]},
                                      {dets, [{auto_save, 1000}]}]}]),
    ok = emqttd_mnesia:create_table(backend_subscription, [
                {type, bag},
                {disc_copies, [node()]},
                {record_name, mqtt_subscription},
                {attributes, record_info(fields, mqtt_subscription)},
                {storage_properties, [{ets, [compressed]},
                                      {dets, [{auto_save, 5000}]}]}]);
mnesia(copy) ->
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(retained_message),
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(backend_subscription).


4、数据库启动和拷贝的例子-module(emqttd_router).


-boot_mnesia({mnesia, [boot]}).
-copy_mnesia({mnesia, [copy]}).
mnesia(boot) ->
    ok = emqttd_mnesia:create_table(route, [
                {type, bag},
                {ram_copies, [node()]},
                {record_name, mqtt_route},
                {attributes, record_info(fields, mqtt_route)}]);
mnesia(copy) ->
    ok = emqttd_mnesia:copy_table(route, ram_copies).

五、注意事项


1、如果EMQ所在服务器的IP地址是192.168.0.10


那么节点名称A：emqttd@192.168.0.10和节点名称B：emqttd@127.0.0.1是相同的意思，如果EMQ以节点A启动服务器，那么再以节点B启动是会失败的。


此时只能把A或B其中一个更名一下。即节点名格式: Name@Host里面的Name要加以区分。


2、集群的信息会记录在工程目录下，/rel/emqttd/data/mnesia/emqttd@172.16.6.161/schema.DAT


即，当子节点A连接了主节点B，集群信息会分别记录在schema.DAT。如果子节点A没有主动断开集群，下次重启时，仍然会主动连接主节点B。


★有几个遗留问题待确认，不知道EMQ V2版本有无修正：


问题（1）如果子节点A没有主动断开集群，下次重启时，如果B不存在，那么A就会启动失败！好可怕！


问题（2）A连接上B之后。A目录下的文件/rel/emqttd/data/mnesia/emqttd@172.16.6.161/retained_message.DCD和backend_subscription.DCD就自我删除了。以后也见不着了，彻底消失了，奇怪！请注意，这两个Mnesia数据库表类型是持久化，disc_copies。


★2018/05/17实测emq2.3.7，A主B从，结论如下：


（1）B join A之后，会主动删除B的Mnesia表，然后从A拷贝一份过来。B leave A之后，也会删除B的Mnesia表。


（2）B join A之后，A和B的Mnesia表会始终保持一致性。


添加或删除或更新A的表数据，B会同步。


添加或删除或更新B的表数据，A会同步。


（3）集群的信息会记录在工程目录下，/rel/emqttd/data/mnesia/emqttd@172.16.6.161/schema.DAT。A或B进程退出后，再次启动时，仍然保持集群状态。


3、常用命令


./emqttd console
./emqttd start
./emqttd stop
./emqttd_ctl cluster join emqttd@172.16.6.161
./emqttd_ctl cluster status
./emqttd_ctl cluster leave
werl -name firecat@127.0.0.1 -setcookie emqsecretcookie
observer:start().
./_rel/emqttd/bin/emqttd console
./_rel/emqttd/bin/emqttd start
./_rel/emqttd/bin/emqttd_ctl status
./_rel/emqttd/bin/emqttd stop
./_rel/emqttd/bin/emqttd_ctl cluster join emq@192.168.0.116
./_rel/emqttd/bin/emqttd_ctl cluster status
./_rel/emqttd/bin/emqttd_ctl cluster leave
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