Java开发 - Canal进阶之和Redis的数据同步

前言

Canal在数据同步中是非常常见的,一般我们会用它来做MySQL和Redis之间、MySQL和ES之间的数据同步,否则就是手动通过代码进行同步,造成代码耦合度高的问题,这并不是我们愿意看见的,今天这篇博客博主将给大家演示Canal的数据同步做法,敲小黑板了啊,实战中基本也是这么做的,有需要的小伙伴可以仔细研究。

前文回顾

前文中,我们讲解了Canal的基本用法,用来监听数据库的变化,对数据库和Canal的一些基础配置都在这里:
Java开发 - Canal的基本用法

如果你对Canal还不了解,那么你有必要先去看这篇博客,再来学习这里的实战内容。 这很有必要,当然如果你对MySQL主从也不了解的话,那么你也有必要去看上一篇博客,里面有提到MySQL主从的博客地址,也可以前往博主的博客首页去向下翻找。同时,还有Redis主从,Redis集群的博客,你想知道的,博主都有,自行去查找。

基础架构

所以,本文中我们要使用到的技术就是以上几种了,而MySQL前文中已经配置过,此处不再重复,可自行前往查看。Canal虽然也配置过,但要做到和Kafka配合还需要额外的配置,而Kafka的使用必然是脱离不开Zookeeper的,这个自不必多说,最后就是同步了,还有点小期待呢,下面我们就一起动动小手开始进行今天的学习吧。 

Canal配置

Canal的下载使用前文中有部分,希望大家在看此篇博客前先去查看上一篇,在上一篇中,我们仅对conf/example/instance.properties文件进行了配置,在配合MQ的时候,还需要对conf/canal.properties文件进行配置,不仅如此,instance.properties中也要补充一些配置。

下面,我们先来配置canal.properties这个文件:

# tcp, kafka, RocketMQ 这里选择kafka模式
canal.serverMode = kafka
# 解析器的线程数,默认是注释的,不打开可能会出现阻塞或者不进行解析的情况
canal.instance.parser.parallelThreadSize = 16
# MQ的服务地址,这里是kafka对应的地址和端口
canal.mq.servers = 127.0.0.1:9092
# 在conf目录下要有example同名的目录,可以配置多个,这也是上一篇中配置的文件生效的关键
canal.destinations = example

配置instance.properties文件,再原先配置的基础上增加MQ相关的配置:

#MQ队列名称
canal.mq.topic=canal_topic
#单队列模式的分区下标
canal.mq.partition=0

 此时,名为canal_topic的队列我们还没有创建,等下开启Kafka之后,我们就创建。

Zookeeper、Kafka、Redis、Canal启动

Zookeeper&Kafka启动

ZooKeeper是一个分布式的,开放源码分布式应用程序协调服务,是Google的Chubby一个开源的实现,是HadoopHbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件,提供的功能包括:配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

要想启动Kafka,就要先启动Zookeeper,电脑终端进入Kafka的bin文件目录下:

# 进入Kafka文件夹
cd Desktop/JAVATOOL/kafka/kafka_2.13-2.4.1/bin
# 启动Zookeeper服务
./zookeeper-server-start.sh ../config/zookeeper.properties 
# 启动Kafka服务
./kafka-server-start.sh ../config/server.properties 

然后你就看到了一堆的输出......

如果需要关闭,命令如下:

使用命令进行监听消费:

需要先关闭Kafka,再关闭zookeeper,否则Kafka会一直报断开连接的错。 

文件路径写你自己的,不要写博主的,两个服务启动用两个窗口来运行命令,运行期间窗口不要关闭。

Windows电脑需要进入到kafka/bin/windows目录下,接着输入以下命令:

启动zookeeper:

zookeeper-server-start.bat ..\..\config\zookeeper.properties

启动kafka: 

kafka-server-start.bat ..\..\config\server.properties

 我们需要先把前面配置Kafka未创建的队列先创建一下,首先进入Kafka的bin目录下,然后执行以下命令:

./kafka-topics.sh --create --zookeeper localhost:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic canal_topic

Redis启动

找到Redis所在的目录,将redis-server直接拖到终端即可启动:

进入Redis安装目录:

cd /Users/Codeliu/Desktop/JAVATOOL/redis/src

执行以下命令:

redis-server redis.conf

  

通过命令可以查看Redis运行状态:

可以看到Redis已经在6379端口运行。 

Canal启动

和Redis一样,将canal下bin文件夹内的startup.sh文件拖动到终端即可启动:

/Users/Codeliu/Desktop/JAVATOOL/canal/bin/startup.sh

前文中我们也多有演示,要想停止,只需要把stop.sh拖进去回车就可以了。 

简单测试一下

现在,我们依赖的服务都已启动,我们简单通过命令来测试一下,使用命令进行监听消费:

./kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 127.0.0.1:9092 --from-beginning --topic canal_topic

我们向MySQL插入数据:

insert into user value(null ,'小花','123456',20,'13812345678');

 看看控制台会有什么输出:

哇,这就是我们刚刚插入的数据,到此,起码表明我们的配置都是成功的。

注意:因为是本地配置,一个服务一个控制台,不要共用,看看博主的控制台:

虽然乱了些,但是生产环境......好吧,博主也不敢保证生产环境能好好的,主要还是看你用多少台服务器,肯定比本地强。 

项目阶段

下面,我们进入项目阶段,在上一篇的项目基础上继续搞。

添加依赖

主要是Kafka和Redis的依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

版本号大家要选择对应服务的版本号,博主这里不再给,以免误导大家。 

添加配置

spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    database: 0
  kafka:
    # Kafka服务地址
    bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
    consumer:
      # 指定一个默认的组名
      group-id: consumer-group1
      #序列化反序列化
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
    producer:
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      # 批量抓取
      batch-size: 65536
      # 缓存容量
      buffer-memory: 524288

canal:
  serverAddress: 127.0.0.1
  serverPort: 11111
  instance: #多个instance
    - example

创建Redis工具类

package com.codingfire.canal.Client;

import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Component
public class RedisClient {

    /**
     * 获取redis模版
     */
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    /**
     * 设置redis的key-value
     */
    public void setString(String key, String value) {
        setString(key, value, null);
    }

    /**
     * 设置redis的key-value,带过期时间
     */
    public void setString(String key, String value, Long timeOut) {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, value);
        if (timeOut != null) {
            stringRedisTemplate.expire(key, timeOut, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

    /**
     * 获取redis中key对应的值
     */
    public String getString(String key) {
        return stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
    }

    /**
     * 删除redis中key对应的值
     */
    public Boolean deleteKey(String key) {
        return stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}

这是一个比较通用的redis的存储工具类,很多佬都用这个类,没啥特色,直接贴就行。 

创建数据模型

创建Canal抓取数据的实体类:

package com.codingfire.canal.entity;

import java.util.List;

public class CanalEntity {
    //数据
    private List<UserType> data;
    //数据库名称
    private String database;
    private long es;
    //递增,从1开始
    private int id;
    //是否是DDL语句
    private boolean isDdl;
    //表结构的字段类型
    private SqlType sqlType;
    //UPDATE语句,旧数据
    private String old;
    //主键名称
    private List<String> pkNames;
    //sql语句
    private String sql;
    private UserType userType;
    //表名
    private String table;
    private long ts;
    //(新增)INSERT、(更新)UPDATE、(删除)DELETE、(删除表)ERASE等等
    private String type;

}

创建用户信息表实体类:

package com.codingfire.canal.entity;

public class UserType {
    private Long id;
    private String username;
    private String password;
    private int age;
    private String phone;
}

创建MQ的消费者

package com.codingfire.canal.consumer;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.codingfire.canal.Client.RedisClient;
import com.codingfire.canal.entity.CanalEntity;
import com.codingfire.canal.entity.UserType;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;

@Component
public class CanalConsumer {
    //日志记录
    private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(CanalConsumer.class);
    //redis操作工具类
    @Resource
    private RedisClient redisClient;
    //监听的队列名称为:canal_topic
    @KafkaListener(topics = "canal_topic")
    public void receive(ConsumerRecord<?, ?> consumer) {
        String value = (String) consumer.value();
        log.info("topic名称:{},key:{},分区位置:{},下标:{},value:{}", consumer.topic(), consumer.key(),consumer.partition(), consumer.offset(), value);
        //转换为javaBean
        CanalEntity canalEntity = JSONObject.parseObject(value, CanalEntity.class);
        //获取是否是DDL语句
        boolean isDdl = canalEntity.isDdl();
        //获取类型
        String type = canalEntity.getType();
        //不是DDL语句
        if (!isDdl) {
            List<UserType> userTypeList = canalEntity.getData();
            //过期时间
            long TIME_OUT = 180L;
            if ("INSERT".equals(type)) {
                //新增语句
                for (UserType userType : userTypeList) {
                    //此处id需要注意,由于是演示项目,博主用的是自增id,实际应用中可能会用复杂的id规则
                    String id = userType.getId().toString();
                    //新增到redis中,过期时间3分钟
                    redisClient.setString(id, JSONObject.toJSONString(userType), TIME_OUT);
                }
            } else if ("UPDATE".equals(type)) {
                //更新语句
                for (UserType userType : userTypeList) {
                    //此处id需要注意,由于是演示项目,博主用的是自增id,实际应用中可能会用复杂的id规则
                    String id = userType.getId().toString();
                    //更新到redis中,过期时间是3分钟
                    redisClient.setString(id, JSONObject.toJSONString(userType), TIME_OUT);
                }
            } else {
                //删除语句
                for (UserType userType : userTypeList) {
                    //此处id需要注意,由于是演示项目,博主用的是自增id,实际应用中可能会用复杂的id规则
                    String id = userType.getId().toString();
                    //从redis中删除
                    redisClient.deleteKey(id);
                }
            }
        }
    }
}

测试

现在,运行项目:

图中队列名字可不要写错了, 运行成功后,我们向用户表中插入新的数据:

insert into user value(null ,'小黑','123456',20,'13812345678');

控制台监听如下:

项目控制台监听如下:

Redis客户端数据如下:

至此,我们的整个应用就是成功的了,鼓掌👏 👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏

从整体的监听上来看,我们可以得知database,table等参数,所以在使用中,可以根据这些参数灵活的进行使用,也可以创建多个队列和多个消费者。在本案例中,就可以创建一个新的队列和新的ES消费者来对ES进行数据的同步,所以,你明白ES的数据同步该怎么做了吗?

结语

本篇是对单节点的应用,但从中我们也能推断出一些关于集群的应用,不过大多数公司能搞个主从就已经是不错了,所以你能学会这个已经算是很有用了,关于ES,博主前面也讲过一些基础应用,创建一个工具类利用ES的数据模型进行存储就可以达到一个canal同时对Redis和ES的同步,如果担心出问题,可以把Canal搞成集群的形式,这个后续有时间博主再给大家做讲解。今天就到这里了,觉得不错就支持一下吧。

### 使用 Canal 实现 Redis 缓存与 MySQL 数据库双向同步 #### 1. 基本概念 Canal 是阿里巴巴开源的一款用于解析 MySQL Binlog 并提供增量数据订阅消费的服务工具。它通过模拟 MySQL Slave 的行为,连接到 MySQL Master 上获取二进制日志(Binlog),从而实现实时捕获数据库变更并将其推送到目标存储系统中,例如 Redis。 为了实现 Redis 缓存与 MySQL 数据库之间的双向同步,通常采用单向同步的方式,即将 MySQL 中的数据变更实时同步Redis,而不会反向操作(即不从 Redis 更新回 MySQL)。这是因为 Redis 主要作为高速缓存层存在,其数据最终一致性依赖于底层关系型数据库的权威性[^1]。 --- #### 2. 配置方法 ##### 2.1 开启 MySQL Binlog 功能 在使用 Canal 进行数据同步之前,需确保 MySQL 已启用 Binary Log 功能,并设置相应的参数以便支持 Canal 正常工作: ```bash vim /etc/my.cnf ``` 添加或修改如下配置项: ```ini [mysqld] server-id=1 log-bin=mysql-bin binlog-format=ROW expire_logs_days=7 ``` 上述配置的作用分别是:指定服务器 ID、开启 binlog 记录功能、定义记录格式为 ROW 模式以及设定过期时间[^4]。 重启 MySQL 服务使更改生效: ```bash service mysql restart ``` --- ##### 2.2 安装部署 Canal Server 下载最新版本的 Canal 发布包后解压安装,进入 `conf/example/` 文件夹编辑实例配置文件 example.conf 。主要调整以下几个选项来适配自己的环境需求: - **srcDataSources**: 设置源端 MySQL 地址及相关认证信息; - **destDataSource**: 如果涉及多级转发可额外增加此字段指向下游其他 DB 或者 Kafka 等消息队列; - **tablePattern** : 明确需要监控哪些表发生变动; 更多细节参见官方文档说明[^3]。 --- ##### 2.3 编写监听逻辑代码 利用 Spring Boot 构建应用框架,在 POM 文件引入必要的依赖组件: ```xml <dependency> <groupId>com.alibaba.otter</groupId> <artifactId>canal.client</artifactId> <version>${canal.version}</version> </dependency> <!-- redis client --> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>4.x.x</version> </dependency> ``` 编写具体的事件处理器类,每当检测到来自 MySQL 表结构上的增删改动作时触发对应的操作去更新关联键值对存储中的状态表示形式[^5]: ```java public class CacheUpdater implements EntryHandler { private final Jedis jedis; public CacheUpdater(String host, int port){ this.jedis = new Jedis(host,port); } @Override public void handle(Entry entry) throws Exception{ RowChange rowChg = null; try{ rowChg = RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue()); EventType eventType = rowChg.getEventType(); System.out.println(String.format("================> binlog[%s:%s], name=%s,%st",entry.getHeader().getLogfileName(),entry.getHeader().getLogfileOffset(), entry.getHeader().getSchemaName(),entry.getHeader().getTableName())); for(RowData rowData:rowChg.getRowDatasList()){ if(eventType==EventType.DELETE){ deleteCache(rowData.getBeforeColumnsList()); }else if(eventType==EventType.UPDATE){ updateCache(rowData.getAfterColumnsList()); }else if(eventType==EventType.INSERT){ insertIntoCache(rowData.getAfterColumnsList()); } } }catch(Exception e){ throw new RuntimeException("parse event has an error , data:" + entry,e ); } } private void deleteCache(List<Column> columns){ String key=getKeyByColumns(columns); jedis.del(key.getBytes()); } private void updateCache(List<Column> columns){ Map<String,String> fieldMap=new HashMap<>(); StringBuilder sb=new StringBuilder(); for(Column column:columns){ fieldMap.put(column.getName(),column.getValue()); sb.append(column.getName()).append("=").append(column.getValue()).append(","); } String value=sb.toString(); String key=getKeyByColumns(columns); jedis.setex(key.getBytes(),60*60,value.getBytes()); // set with expiration time one hour. } private void insertIntoCache(List<Column> columns){ updateCache(columns); } private static String getKeyByColumns(List<Column> cols){ return "CACHE_KEY:"+cols.stream() .filter(col->"id".equals(col.getName())) .findFirst() .map(Column::getValue) .orElseThrow(()->new IllegalArgumentException("Primary Key Not Found")); } } ``` --- #### 3. 最佳实践建议 - **幂等设计** :由于网络延迟等原因可能导致重复接收相同的消息,因此每次执行前都应该校验当前状态下是否已经完成了相应处理。 - **错误重试机制** :对于失败的任务考虑加入定时器或者异步线程池定期重新尝试直至成功为止。 - **性能优化** :批量提交减少频繁 IO 耗费资源开销;合理规划 TTL 时间避免长期占用内存空间浪费。 ---
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