实验准备
服务端环境准备
阿里云 99 大洋白嫖机
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| [root@t01 ~]# cat /proc/version
Linux version 5.10.134-18.al8.x86_64 (mockbuild@h87c01383.na61) (gcc (GCC) 10.2.1 20200825 (Alibaba 10.2.1-3.8 2.32), GNU ld version 2.35-12.3.al8) #1 SMP Fri Dec 13 16:56:53 CST 2024
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| yum install -y java-1.8.0-openjdk.x86_64 java-1.8.0-openjdk-devel.x86_64 podman-docker.noarch wireshark
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| [root@t01 ~]# docker run -it -d --net=host -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 --name=mysql mysql:8.0.28
Emulate Docker CLI using podman. Create /etc/containers/nodocker to quiet msg.
233c8ca518d0e8feef367995aee656fffb65b6a2f16a589d2e765f06dad96828
[root@t01 ~]# docker ps
Emulate Docker CLI using podman. Create /etc/containers/nodocker to quiet msg.
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
233c8ca518d0 docker.io/library/mysql:8.0.28 mysqld 11 seconds ago Up 12 seconds mysql
[root@t01 ~]# docker exec -it mysql sh
Emulate Docker CLI using podman. Create /etc/containers/nodocker to quiet msg.
# mysql -uroot -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 8
Server version: 8.0.28 MySQL Community Server - GPL
Copyright (c) 2000, 2022, Oracle and/or its affiliates.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql> \s
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mysql Ver 8.0.28 for Linux on x86_64 (MySQL Community Server - GPL)
Connection id: 8
Current database:
Current user: root@localhost
SSL: Not in use
Current pager: stdout
Using outfile: ''
Using delimiter: ;
Server version: 8.0.28 MySQL Community Server - GPL
Protocol version: 10
Connection: Localhost via UNIX socket
Server characterset: utf8mb4
Db characterset: utf8mb4
Client characterset: latin1
Conn. characterset: latin1
UNIX socket: /var/run/mysqld/mysqld.sock
Binary data as: Hexadecimal
Uptime: 23 sec
Threads: 2 Questions: 5 Slow queries: 0 Opens: 117 Flush tables: 3 Open tables: 36 Queries per second avg: 0.217
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| CREATE DATABASE test CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci;
ALTER USER 'root'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123';
CREATE USER 'test'@'%' IDENTIFIED BY '123';
GRANT ALL PRIVILEGES ON test.* TO test@'%';
FLUSH PRIVILEGES;
# 创建表
create table t_user
(
id bigint(20) unsigned not null auto_increment primary key comment 'primary key',
name varchar(64) not null default '' comment 'user name',
age tinyint unsigned not null default 0 comment '年龄',
gender tinyint unsigned not null default 0 comment '性别, 0 男，1 女',
create_at datetime(3) not null default current_timestamp(3) comment 'record create date',
update_at datetime(3) not null default current_timestamp(3) on update current_timestamp(3) comment 'record update date'
) engine = innodb
default charset = utf8mb4
collate = utf8mb4_unicode_ci comment '用户表';
# 插入数据
insert into t_user (id, name, age) values (1, "tom", 18);
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| mysql> select sleep(10), id, name from t_user where id = 100;
Empty set (0.00 sec)
mysql> select sleep(10), id, name from t_user where id = 1;
+-----------+----+------+
| sleep(10) | id | name |
+-----------+----+------+
| 0 | 1 | tom |
+-----------+----+------+
1 row in set (10.00 sec)
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- 能查到数据时，sleep 生效
- 数据不存在时，sleep 不生效
服务端抓包命令
这里用 tshark 进行抓包，命令如下：
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| sudo tshark -i lo -f "port 3306" -T fields -e frame.number -e frame.time_delta -e tcp.srcport -e tcp.dstport -e _ws.col.Info -e mysql.query -w /tmp/test01.pcapng
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该命令的含义是：
- -i lo 指定抓取的网卡为 lo，即本地回环网卡
- -f “port 3306” 指定抓取的端口为 3306，即 MySQL 端口
- -T fields 指定输出格式为字段
- -e frame.number -e frame.time_delta -e tcp.srcport -e tcp.dstport -e _ws.col.Info -e mysql.query 指定输出字段
- -w /tmp/test01.pcapng 指定输出文件为 /tmp/test01.pcapng
客户端环境
准备好环境后，执行客户端代码访问 MySQL，抓包分析网络通信过程。
实验一：正常查询数据
客户端执行如下命令
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| java -cp .:./mysql-connector-java-5.1.45.jar Test "jdbc:mysql://172.17.150.182:3306/test?useSSL=false&useServerPrepStmts=true&cachePrepStmts=true&connectTimeout=500&socketTimeout=1700" test 123 "select id from t_user where id= ?" 1
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上述 JDBC 连接中各个参数的含义：
useSSL=false：禁用 SSL 加密useServerPrepStmts=true：启用服务器端预处理语句cachePrepStmts=true：启用预处理语句缓存connectTimeout=500：连接超时时间，单位为毫秒socketTimeout=1700：socket 超时时间，单位为毫秒，也就是客户端等待 MySQL 返回结果的最大时间，这里我们设置为 1.7s
下面分析抓包结果。首先是 TCP 的三次握手，三次握手成功后，MySQL Server 向客户端发送 Greeting 信息，除了基本的版本、状态信息，还有 salt 字段，用于后续的密码校验。
客户端响应 ACK 后会发送 Login 请求，可以看到数据库、用户名、密码信息。密码基于 md5、sha1 算法以及 greeting 请求的盐进行了加密。
如果校验失败会报 1045 错误，提示 Access denied for user xxx。下图是一个登录失败的抓包示例：
登录成功后，会开始执行查询，在 Prepare Statement 前会执行一系列的准备语句。比如图中的一个请求执行的是 set autocommit = 1语句。
上述一系列语句执行完成后，就会执行 Prepare Statement，会向 MySQL 发 prepareStatement 请求，然后在发送参数执行 Execute Statement 请求。
在代码中我们执行了两次查询，分别调用 conn.prepareStatement(sql); 和 stmt2.executeQuery(); ，但抓包显示通信过程只有一次 prepareStatement 请求和两次 Execute Statement 请求。这说明预处理语句缓存已生效，查看 JDBC 代码应该是下面这段代码的作用：
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| if (this.cachePrepStmts.getValue()) {
ParseInfo pStmtInfo = this.cachedPreparedStatementParams.get(nativeSql);
if (pStmtInfo == null) {
pStmt = ClientPreparedStatement.getInstance(getMultiHostSafeProxy(), nativeSql, this.database);
this.cachedPreparedStatementParams.put(nativeSql, pStmt.getParseInfo());
} else {
pStmt = ClientPreparedStatement.getInstance(getMultiHostSafeProxy(), nativeSql, this.database, pStmtInfo);
}
}
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第二次查询结束后 TCP 连接三次挥手断开。
实验二：查询时 sleep(10)
这次我们将查询命令改为 select sleep(10), id from t_user where id = ? 且 ID 传 1，按照开始的测试 sleep 会生效，因此查询应该会超时。因此执行是报如下错误：
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| java -cp .:./mysql-connector-java-5.1.45.jar Test "jdbc:mysql://172.17.150.182:3306/test?useSSL=false&useServerPrepStmts=true&cachePrepStmts=true&connectTimeout=500&socketTimeout=1700" test 123 "select sleep(10) id from t_user where id= ?" 1
com.mysql.jdbc.exceptions.jdbc4.CommunicationsException: Communications link failure
The last packet successfully received from the server was 1,704 milliseconds ago. The last packet sent successfully to the server was 1,704 milliseconds ago.
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:423)
at com.mysql.jdbc.Util.handleNewInstance(Util.java:425)
at com.mysql.jdbc.SQLError.createCommunicationsException(SQLError.java:990)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.reuseAndReadPacket(MysqlIO.java:3559)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.reuseAndReadPacket(MysqlIO.java:3459)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.checkErrorPacket(MysqlIO.java:3900)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.sendCommand(MysqlIO.java:2527)
at com.mysql.jdbc.ServerPreparedStatement.serverExecute(ServerPreparedStatement.java:1283)
at com.mysql.jdbc.ServerPreparedStatement.executeInternal(ServerPreparedStatement.java:783)
at com.mysql.jdbc.PreparedStatement.executeQuery(PreparedStatement.java:1966)
at Test.main(Test.java:21)
Caused by: java.net.SocketTimeoutException: Read timed out
at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
at com.mysql.jdbc.util.ReadAheadInputStream.fill(ReadAheadInputStream.java:101)
at com.mysql.jdbc.util.ReadAheadInputStream.readFromUnderlyingStreamIfNecessary(ReadAheadInputStream.java:144)
at com.mysql.jdbc.util.ReadAheadInputStream.read(ReadAheadInputStream.java:174)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.readFully(MysqlIO.java:3008)
at com.mysql.jdbc.MysqlIO.reuseAndReadPacket(MysqlIO.java:3469)
... 7 more
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分析抓包信息，前期的握手、登录 prepareStatement 和 executeStatement 都和正常查询时一致。但是因为设置了 sleep(10)，MySQL 会等 10s 才会返回结果。而我们客户端设置的超时时间是 1.7s，从 Wireshark 中可以看到，客户端在 0.117s 发送了 executeStatement 请求，数据没有返回后，在 1.84s 客户端向服务端发送了 FIN 请求，并在 MySQL 返回 ACK 发送了 RST 包断开连接。
实验三：sleep(10) 但查询不到数据
这里将传递的 ID 改为 10，数据库中是没有这条数据的，因此 sleep(10) 不会生效，查询会正常执行，
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| java -cp .:./mysql-connector-java-5.1.45.jar Test "jdbc:mysql://172.17.150.182:3306/test?useSSL=false&useServerPrepStmts=true&cachePrepStmts=true&connectTimeout=500&socketTimeout=1700" test 123 "select sleep(10), id from t_user where id= ?" 10
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抓包结果和实验一基本一致，唯一区别就是执行 executeStatement 请求后，因为查不到数据，MySQL 返回的数据大小不一致。
简要总结