mongodb,Mongodb源码分析--消息(message)

在Mongodb中,客户端和服务端进行通信是基于mongodb wire protocol。说白了,该协议是一个简单的基于socket,请求/响应方式的协议,客户端使用常规的TCP/IP套接字(socket)进行通信。 客户端与服务端使用约定的消息(格式)进行通信,其消息头结构与C语言中的struct类似。具体的代码(位于message.cpp): struct MSGHEADER { int32 messageLength; // 消息长度(字节),包括它自身 int32 requestID; // 消息标识符,用于在请求响应过程中唯一标识该消息 int32 responseTo; // 源请求id(用于服务端发送应答信息时)requestID from the original request // (used in reponses from db) int32 opCode; //消息类型,参见enum中描述 }; enum Operations { opReply = 1, /* 对客户端请求的响应. */ dbMsg = 1000, /* 通常的消息命令(跟着字符串) */ dbUpdate = 2001, /* 更新document消息 */ dbInsert = 2002, /* 插入新document消息*/ //dbGetByOID = 2003,/*保留*/ dbQuery = 2004, /* 查询一个集合*/ dbGetMore = 2005, /* 从(一个)查询中获取更多数据,参见 Cursors */ dbDelete = 2006, /* 删除一个或多个document*/ dbKillCursors = 2007 /* 通知数据库,客户端已执行完毕,可以关闭该Cursors*/ };
注:客户端可以使用除上面Reply之外的所有消息类型,因为Reply是数据库保留使用的。同时客户端可以使用QUERY和GETMORE消息来让服务端发送响应信息,其它消息类型则不会。 下面分别进行介绍。 Client 请求消息包括: 1.对于更新(document)消息,其消息结构如下: struct OP_UPDATE { MsgHeader header; // 前面介绍的标准消息类信息 int32 ZERO; // 0 - 为将来使用而保留的数据位 cstring fullCollectionName; // 完整的集合名称,形如:"dbname.collectionname" int32 flags; // 位向量,参见下面介绍 document selector; // 查询选择器,用于指定查询条件 document update; // 指定要执行的更新(document) }
flags 标志位向量:
bit 名称 描述 0 Upsert 如设置该位为0,同时未查询到相关document时,数据库会把提供的对象插入到集合中 1 MultiUpdate 如设置该位为1,则数据库会更新所有查询到的document,否则仅更新查询到的第一个
document 2-31 Reserved 必须设置为0. 2.对于插入(document)消息,其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 前面介绍的标准消息类信息 int32 ZERO; // 0 - 为将来使用而保留的数据位 cstring fullCollectionName; // 完整的集合名称,形如:"dbname.collectionname" document* documents; // 要插入的一个或多个document,如为多个时,这些document会依次逐个写到socket里 }
3. 对于查询(document)消息,其结构如下:
struct OP_QUERY { MsgHeader header; // 标准消息类信息 int32 flags; // 位向量,参见下面介绍 cstring fullCollectionName; // 完整的集合名称,形如:"dbname.collectionname" int32 numberToSkip; // 设置从第一个document起,跳过(忽略)的document数 int32 numberToReturn; // 返回的document数 // in the first OP_REPLY batch document query; // 查询对象,该对象同时包括一个或多个元素($query, $orderby, $hint, $explain, $snapshot),这些元素用于匹配(match)包含在结果集(result set)中的对象 [ document returnFieldSelector; ] // 可选顶. 要求返回的document应包含的字段(fields) }
flags 标志位向量:
bit 名称 描述 0 保留 必须设置为0 1 TailableCursor Tailable 表示在返回最后一条数据后,不要关闭当前 cursor。这是因为系统
考虑到稍后你可以再次使用该cursor. 2 SlaveOk 是否允许查询replica slave结点. 通过返回错误信息,除非是在"local"名空间. 3 OplogReplay 仅限内部replication时使用 4 NoCursorTimeout 服务器为了防止内存使用过量,会在一段时间(10分钟)后将空闲的cursors
暂停(times out). 5 AwaitData 与TailableCursor配合使用. 如果在数据尾部, 阻塞一会而不是返回无数据信息
(no data). 当(阻塞)时间之后,通常执行返回(return)操作. 6 Exhaust 个人理解:把数据作为一个包,整个下载下来。后面是英文原文说明:
Stream the data down full blast in multiple "more" packages,
on the assumption that the client will fully read all data queried.
Faster when you are pulling a lot of data and know you want to pull it
all down. Note: the client is not allowed to not read all the data unless
it closes the connection. 7 Partial 如一些shards宕掉,为了不抛出异常,则从 mongos 那里返回部分结果 8-31 Reserved 必须设置为0 4. 对于查询更多(document)消息,其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 标准消息类信息 int32 ZERO; // 0 - 为将来使用而保留的数据位 cstring fullCollectionName; // 完整的集合名称,形如:"dbname.collectionname" int32 numberToReturn; // 返回的document数 int64 cursorID; // 在REPLY消息中的Cursor标识符,其必须来自于数据库 }
5. 对于删除(document)消息,其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 标准消息类信息 int32 ZERO; // 0 - 为将来使用而保留的数据位 cstring fullCollectionName; // 完整的集合名称,形如:"dbname.collectionname" int32 flags; // 位向量,参见下面介绍 document selector; // 查询条件 }
flags 标志位向量:
bit 名称 描述 0 SingleRemove 如设置,则仅删除查询到的第一个document,否则删除所有查询到的document 1-31 Reserved 必须设置为0 6.对于KILL_CURSORS 消息,该消息用于在数据库里关闭一个活动(active)的游标, 其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 标准消息类信息 int32 ZERO; // 0 - 为将来使用而保留的数据位 int32 numberOfCursorIDs; // 消息中游标数 int64* cursorIDs; // cursorIDs的关闭顺序,其会依次写入到socket中 }
注意:如果游标正在读时,如果未exhausted (直到 OP_QUERY 或 OP_GETMORE 返回 zero ), 则不必关闭游标 7.对于MSG(document)消息,它是向数据库发送诊断消息(diagnostic message). 而数据库到发送确定(fixed)顺应其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 标准消息类信息 cstring message; // message for the database }
数据库响应消息(针对QUERY或GET_MORE的顺应)包括:
对于REPLY 消息,其结构如下:
struct { MsgHeader header; // 标准消息类信息 int32 responseFlags; // 位向量,参见下面介绍 int64 cursorID; // cursor id if client needs to do get more's int32 startingFrom; // 应答(reply)的游标中的起始位置 int32 numberReturned; // 应答中的document数 document* documents; // 应答的document(一或多个) }
responseFlags 标志位向量:
bit 名称 描述 0 CursorNotFound 当执行getMore时,服务器上当前游标失效.返回 zero 结果信息. 1 QueryFailure 查询失败时. 在返回信息(document)中包括一个 "$err" 字段对该
失败加以描述. 2 ShardConfigStale Drivers should ignore this. _disibledevent=>in which case, it needs to update config from the server. 3 AwaitCapable 在服务器支持AwaitData查询选项时进行设置. 如不设置,客户端会在
一个Tailable 游标的两个getMore操作之间停止(sleep)一会.
在Mongod 1.6版本中支持该选项并一直设置. 4-31 Reserved 可忽略 上面是一些关于消息类型的介绍,下面让我们来看一下MongoDB的具体实现类。 在mongodb中,其提供了如下几个类对消息进行定义,封装及解析, 接收/发送等操作(位于message.h和dbmessage.h): mongodb,Mongodb源码分析--消息(message)
其中: MsgData(struct类型):提供了对消息数据信息部分的结构定义,如操作标志位_operation,以及上面所说的flags. Message: 对MsgData封装以及对消息的操作方法(比如:设置消息数信息(MsgData),获取消息头信息,消息信息重置,消息设置追加等) MessagingPort:提供消息的发送,接收等。并将接收到的信息(如char *类型)进行分解,并调用消息(Message)的相关方法将分解结果作为参数传入,反之一样,这里它相当于一个转换器。 DbMessage:特别的消息类型,它是对Message封装,用于提供针对数据库操作类型消息的访问 QueryMessage: 对DbMessage中的查询请求消息进行解析封装 好了,今天的内容就先到这里了。 参考链接:http://www.mongodb.org/display/DOCS/Mongo+Wire+Protocol 原文链接:http://www.cnblogs.com/daizhj/archive/2011/04/02/2003335.html 作者: daizhj, 代震军 微博: http://t.sina.com.cn/daizhj Tags: mongodb,message,protocol,c++
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