关于MySQL连接抛出Authentication Failed错误分析

【问题描述】

在应用端，偶尔看到有如下报错：

Authentication to host 'xxxx' for user 'yyyy' using method 'mysql_native_password' failed with message: Reading from the stream has failed. 

表现特征：

    1.只有用Connector/NET 出现这个问题， 用JDBC驱动没有类似问题。
    2.多台应用服务器，只有一台报这个错，因此可以排除服务器端的问题。
    3.问题非常随机，重启一下服务器/IIS，就能临时解决问题。
    4.有一些场景应用服务器CPU并不是很高，也会偶尔抛出这个错来。

客户端是Windows机器， 驱动是MySQL Connector ADO.NET Driver for MySQL (Connector/NET) ，使用的版本是6.9.9，是比较新的版本。

【问题分析】

我们在应用服务器端和数据库端抓包。两边抓到的包是一致的。可以排除网络问题。下面是抓到的包，以及时间点：

编号	绝对时间	相对时间(秒)	源头	目的	网络包内容
1	12:58:47	9.07	应用服务器	数据库服务器	......S.
2	12:58:47	9.07	数据库服务器	应用服务器	…A..S.
3	12:58:47	9:07	应用服务器	数据库服务器	…A….
4	12:58:47	9:07	数据库服务器	应用服务器	…AP…
5	12:58:47	9.27	应用服务器	数据库服务器	…A….
6	12:58:57	19.12	数据库服务器	应用服务器	…A…F
7	12:58:57	19.12	应用服务器	数据库服务器	…A….
8	12:59:10	32.00	应用服务器	数据库服务器	…AP…
9	12:59:10	32.00	数据库服务器	应用服务器	…..R..

从上述网络包的交互来看， 前面三个包是TCP的三次握手协议。问题出在第六个包，数据库服务器向应用服务器发送了一个Finish包，来终止数据库的连接。数据库发送Finish包，是由于数据库端发现连接超时而发送的。 这是由服务器端的Connect_timeout这个变量来控制。原因在于应用端超过10秒未向数据库服务器端发送网络包。从网络包交互的情况来看，第五个包和第六个包的时间间隔刚好是10秒。

对比正常的数据库连接和上面异常的数据库连接。 应用服务器发送第5个包到数据库端后， 应该紧接着发送下面的网络包到数据库端的。这个包主要是发送账号，驱动版本，操作系统信息等到数据库服务器端。【下面是部分的正常的网络包截图】。在出现异常报错的场景，客户端是延迟发送这个包的。在Frame 8才发送的。而此时连接已经被Finish了，在Frame 9，数据库端发送了一个Reset包到应用服务器，彻底中断连接。

我们现在具体分析，为何客户端发送账号，驱动版本，操作系统信息到数据库端这么慢。这部分的代码在Connector/NET MySQLAuthenticationPlugin.cs文件中。 我们修改这部分代码，进行时间埋点，来进一步定位问题。下面是根据时间埋点，打印出来的跟踪信息。

从跟踪的Trace来看，有30秒左右的操作延时。返回MySQLDefs::OSDetails的时候。这部分代码如下：

[DisplayName("_os_details")]
public string OSDetails
{
  get
  {
    string os = string.Empty;
    try
    {
      var searcher = new System.Management.ManagementObjectSearcher("SELECT * FROM Win32_OperatingSystem");
      var collection = searcher.Get();
      foreach (var mgtObj in collection)
      {
        os = mgtObj.GetPropertyValue("Caption").ToString();
        break;
      }
    }
    catch (Exception ex) { System.Diagnostics.Debug.WriteLine(ex.ToString()); }
    return os;
  }
}

这段代码是通过WMI查询，来获得Caption信息。也就是操作系统的版本信息。由于是WMI调用，所以依赖的关系比较多。

【问题验证】

我们把这段代码抽出来。下面是一段简短的Repro代码：

static void Main(string[] args)
{
    Stopwatch watch = new Stopwatch();
    while (true)
    {
        watch.Restart();
        var searcher = new System.Management.ManagementObjectSearcher("SELECT * FROM Win32_OperatingSystem");
        var collection = searcher.Get();
        foreach (var mgtObj in collection)
        {
            string os = mgtObj.GetPropertyValue("Caption").ToString();
        }
        watch.Stop();
        Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);
        if (watch.ElapsedMilliseconds >= 1000)
        {
            Console.WriteLine("-------------");
            File.AppendAllText("abc.txt", DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff") +","+ watch.ElapsedMilliseconds + "
");
        }
    }
}

在有问题的应用服务器上，我们运行上述代码，确实可以发现WMI查询有超时：下面这些点是我们抓到的超过30秒的点：

2017-11-21 17:19:30.208，	33638
2017-11-21 17:20:09.193，	33199
2017-11-21 17:20:53.086，	33201
2017-11-21 17:27:05.114，	32976
2017-11-21 17:28:19.178，	33635
2017-11-21 17:30:07.130，	65977
2017-11-21 17:30:49.051，	40478
2017-11-21 17:31:15.126，	26072
2017-11-21 17:38:16.048，	66671
2017-11-21 17:38:49.204，	33152
2017-11-21 17:39:53.161，	33828
2017-11-21 17:40:38.121，	33549
2017-11-21 17:47:09.179，	33775
2017-11-21 17:47:57.174，	33164

【解决思路】

WMI查询慢，可能是由于多种原因所致。如操作系统CPU高，或者查询本身有死锁。这个问题有待于进一步分析。但看代码，我们知道做这个WMI查询，只是为了获得操作系统的信息。这个信息完全可以缓存起来。而不必要每次连接的时候，去进行WMI查询。

此处确定该错误的根本原因在于MySQL的C# connector中对操作系统信息的获取时间过久，导致触发服务器的连接超时。注释掉该部分（可能导致长时间的操作），进行进一步的验证，再无任何的超时错误出现。

public string OSDetails
{
  get
  {
    dbglog.dolog("MysqlDefs::OSDetails1");
    string os = string.Empty;
    /*try
    {
      var searcher = new System.Management.ManagementObjectSearcher("SELECT * FROM Win32_OperatingSystem");
      var collection = searcher.Get();
      foreach (var mgtObj in collection)
      {
        os = mgtObj.GetPropertyValue("Caption").ToString();
        dbglog.dolog(String.Format("MysqlDefs::OSDetails::foreach{0}", os.ToString()));
        break;
      }
    }
    catch (Exception ex) { System.Diagnostics.Debug.WriteLine(ex.ToString()); }*/
    dbglog.dolog("MysqlDefs::OSDetails2");
    return os;
    }
}