怒肝两个月MySQL源码总结出这篇2W字的MySQL协议详解

怒肝两个月MySQL源码，总结出这篇2W字的MySQL协议详解 导读最近，在开发一个分库分表中间件，由于功能需求，需要分析MySQL协议，发现网上对于MySQL协议分析的文章大部分都过时了，原因是分析的MySQL版本太低了。怎么办？于是乎，我便硬着头皮开始啃MySQL源码，经过两个多月的整理，终于总结出这篇MySQL协议！写在前面最近，在开发一个分库分表中间件，由于功能需求，需要分析MySQL协议，发现网上对于MySQL协议分析的文章大部分都过时了，原因是分析的MySQL版本太低了。怎么办呢？于是乎，我便硬着头皮开始啃MySQL源码，经过两个多月的整理，终于总结出这篇MySQL协议。注：部分来自于互联网，感谢数据库大牛前辈们的默默付出！交互过程MySQL客户端与服务器的交互主要分为两个阶段：握手认证阶段和命令执行阶段。握手认证阶段握手认证阶段为客户端与服务器建立连接后进行，交互过程如下： 服务器 -> 客户端：握手初始化消息 客户端 -> 服务器：登陆认证消息 服务器 -> 客户端：认证结果消息命令执行阶段客户端认证成功后，会进入命令执行阶段，交互过程如下： 客户端 -> 服务器：执行命令消息 服务器 -> 客户端：命令执行结果MySQL客户端与服务器的完整交互过程如下：基本类型整型值MySQL报文中整型值分别有1、2、3、4、8字节长度，使用小字节序传输。字符串（以NULL结尾）（Null-Terminated String）字符串长度不固定，当遇到NULL（0x00）字符时结束。二进制数据（长度编码）（Length Coded Binary）数据长度不固定，长度值由数据前的1-9个字节决定，其中长度值所占的字节数不定，字节数由第1个字节决定，如下表：第一个字节值后续字节数长度值说明0-2500第一个字节值即为数据的真实长度2510空数据，数据的真实长度为零2522后续额外2个字节标识了数据的真实长度2533后续额外3个字节标识了数据的真实长度2548后续额外8个字节标识了数据的真实长度字符串（长度编码）（Length Coded String）字符串长度不固定，无NULL（0x00）结束符，编码方式与上面的 Length Coded Binary 相同。报文结构报文分为消息头和消息体两部分，其中消息头占用固定的4个字节，消息体长度由消息头中的长度字段决定，报文结构如下：消息头报文长度用于标记当前请求消息的实际数据长度值，以字节为单位，占用3个字节，最大值为 0xFFFFFF，即接近 16 MB 大小（比16MB少1个字节）。序号在一次完整的请求/响应交互过程中，用于保证消息顺序的正确，每次客户端发起请求时，序号值都会从0开始计算。消息体消息体用于存放请求的内容及响应的数据，长度由消息头中的长度值决定。报文类型登陆认证交互报文握手初始化报文（服务器 -> 客户端）服务协议版本号：该值由 PROTOCOL_VERSION 宏定义决定（参考MySQL源代码/include/mysql_version.h头文件定义）服务版本信息：该值为字符串，由 MYSQL_SERVER_VERSION 宏定义决定（参考MySQL源代码/include/mysql_version.h头文件定义）服务器线程ID：服务器为当前连接所创建的线程ID。挑战随机数：MySQL数据库用户认证采用的是挑战/应答的方式，服务器生成该挑战数并发送给客户端，由客户端进行处理并返回相应结果，然后服务器检查是否与预期的结果相同，从而完成用户认证的过程。服务器权能标志：用于与客户端协商通讯方式，各标志位含义如下（参考MySQL源代码/include/mysql_com.h中的宏定义）：标志位名称标志位说明CLIENT_LONG_PASSWORD0x0001new more secure passwordsCLIENT_FOUND_ROWS0x0002Found instead of affected rowsCLIENT_LONG_FLAG0x0004Get all column flagsCLIENT_CONNECT_WITH_DB0x0008One can specify db on connectCLIENT_NO_SCHEMA0x0010Do not allow database.table.columnCLIENT_COMPRESS0x0020Can use compression protocolCLIENT_ODBC0x0040Odbc clientCLIENT_LOCAL_FILES0x0080Can use LOAD DATA LOCALCLIENT_IGNORE_SPACE0x0100Ignore spaces before (CLIENT_PROTOCOL_410x0200New 4.1 protocolCLIENT_INTERACTIVE0x0400This is an interactive clientCLIENT_SSL0x0800Switch to SSL after handshakeCLIENT_IGNORE_SIGPIPE0x1000IGNORE sigpipesCLIENT_TRANSACTIONS0x2000Client knows about transactionsCLIENT_RESERVED0x4000Old flag for 4.1 protocolCLIENT_SECURE_CONNECTION0x8000New 4.1 authenticationCLIENT_MULTI_STATEMENTS0x0001 0000Enable/disable multi-stmt supportCLIENT_MULTI_RESULTS0x0002 0000Enable/disable multi-results字符编码：标识服务器所使用的字符集。服务器状态：状态值定义如下（参考MySQL源代码/include/mysql_com.h中的宏定义）：状态名称状态值SERVER_STATUS_IN_TRANS0x0001SERVER_STATUS_AUTOCOMMIT0x0002SERVER_STATUS_CURSOR_EXISTS0x0040SERVER_STATUS_LAST_ROW_SENT0x0080SERVER_STATUS_DB_DROPPED0x0100SERVER_STATUS_NO_BACKSLASH_ESCAPES0x0200SERVER_STATUS_METADATA_CHANGED0x0400登陆认证报文（客户端 -> 服务器）MySQL 4.0 及之前的版本MySQL 4.1 及之后的版本客户端权能标志：用于与客户端协商通讯方式，标志位含义与握手初始化报文中的相同。客户端收到服务器发来的初始化报文后，会对服务器发送的权能标志进行修改，保留自身所支持的功能，然后将权能标返回给服务器，从而保证服务器与客户端通讯的兼容性。最大消息长度：客户端发送请求报文时所支持的最大消息长度值。字符编码：标识通讯过程中使用的字符编码，与服务器在认证初始化报文中发送的相同。用户名：客户端登陆用户的用户名称。挑战认证数据：客户端用户密码使用服务器发送的挑战随机数进行加密后，生成挑战认证数据，然后返回给服务器，用于对用户身份的认证。数据库名称：当客户端的权能标志位 CLIENT_CONNECT_WITH_DB 被置位时，该字段必须出现。客户端命令请求报文（客户端 -> 服务器）命令：用于标识当前请求消息的类型，例如切换数据库（0x02）、查询命令（0x03）等。命令值的取值范围及说明如下表（参考MySQL源代码/include/mysql_com.h头文件中的定义）：类型值命令功能关联函数0x00COM_SLEEP（内部线程状态）（无）0x01COM_QUIT关闭连接mysql_close0x02COM_INIT_DB切换数据库mysql_select_db0x03COM_QUERYSQL查询请求mysql_real_query0x04COM_FIELD_LIST获取数据表字段信息mysql_list_fields0x05COM_CREATE_DB创建数据库mysql_create_db0x06COM_DROP_DB删除数据库mysql_drop_db0x07COM_REFRESH清除缓存mysql_refresh0x08COM_SHUTDOWN停止服务器mysql_shutdown0x09COM_STATISTICS获取服务器统计信息mysql_stat0x0ACOM_PROCESS_INFO获取当前连接的列表mysql_list_processes0x0BCOM_CONNECT（内部线程状态）（无）0x0CCOM_PROCESS_KILL中断某个连接mysql_kill0x0DCOM_DEBUG保存服务器调试信息mysql_dump_debug_info0x0ECOM_PING测试连通性mysql_ping0x0FCOM_TIME（内部线程状态）（无）0x10COM_DELAYED_INSERT（内部线程状态）（无）0x11COM_CHANGE_USER重新登陆（不断连接）mysql_change_user0x12COM_BINLOG_DUMP获取二进制日志信息（无）0x13COM_TABLE_DUMP获取数据表结构信息（无）0x14COM_CONNECT_OUT（内部线程状态）（无）0x15COM_REGISTER_SLAVE从服务器向主服务器进行注册（无）0x16COM_STMT_PREPARE预处理SQL语句mysql_stmt_prepare0x17COM_STMT_EXECUTE执行预处理语句mysql_stmt_execute0x18COM_STMT_SEND_LONG_DATA发送BLOB类型的数据mysql_stmt_send_long_data0x19COM_STMT_CLOSE销毁预处理语句mysql_stmt_close0x1ACOM_STMT_RESET清除预处理语句参数缓存mysql_stmt_reset0x1BCOM_SET_OPTION设置语句选项mysql_set_server_option0x1CCOM_STMT_FETCH获取预处理语句的执行结果mysql_stmt_fetch参数：内容是用户在MyS