25 | MySQL是怎么保证高可用的？

2020-12-30 17:49:22 浏览数 (3)

正常情况下，只要主库执行更新生成的所有 binlog，都可以传到备库并被正确地执行，备库就能达到跟主库一致的状态，这就是最终一致性。

MySQL 主备切换流程 – 双 M 结构：

主备延迟

主备切换可能是一个主动运维动作，比如软件升级、主库所在机器按计划下线等，也可能是被动操作，比如主库所在机器掉电。

数据同步的有关时间点：

  1. 主库 A 执行完成一个事务，写入 binlog，我们把这个时刻记为 T1;
  2. 之后传给备库 B，我们把备库 B 接收完这个 binlog的时刻记为 T2;
  3. 备库 B 执行完成这个事务，我们把这个时刻记为 T3。

所谓主备延迟，就是同一个事务，在备库执行完成的时间和主库执行完成的时间之间的差值，也就是 T3-T1。

可以在备库上执行 show slave status 命令，它的返回结果里面会显示 seconds_behind_master，用于表示当前备库延迟了多少秒

主备延迟的来源

1. 备库所在机器的性能要比主库所在的机器性能差。

但实际上，更新过程中也会触发大量的读操作。所以，当备库主机上的多个备库都在争抢资源的时候，就可能会导致主备延迟了.

当然，这种部署现在比较少了。因为主备可能发生切换，备库随时可能变成主库，所以主备库选用相同规格的机器，并且做对称部署，是现在比较常见的情况。

2. 备库的压力大

由于主库直接影响业务，大家使用起来会比较克制，反而忽视了备库的压力控制。结果就是，备库上的查询耗费了大量的 CPU 资源，影响了同步速度，造成主备延迟。

解决：

  1. 一主多从。除了备库外，可以多接几个从库，让这些从库来分担读的压力。
  2. 通过 binlog 输出到外部系统，比如 Hadoop这类系统，让外部系统提供统计类查询的能力。

3. 大事务

出现情况： 主库上必须等事务执行完成才会写入 binlog，再传给备库。所以，如果一个主库上的语句执行 10 分钟，那这个事务很可能就会导致从库延迟 10 分钟。 场景：

  1. 一次性地用 delete 语句删除太多数据。（要避免在高峰期操作会影响业务）
  2. 大表 DDL。（删除表空间）
  3. 备库的并行复制能力

由于主备延迟的存在，所以在主备切换的时候，就相应的有不同的策略。

可靠性优先策略

上图双M的结构下，从状态 1 到状态 2 切换的详细过程是这样的：

  1. 判断备库 B 现在的 seconds_behind_master，如果小于某个值（比如 5 秒）继续下一步，否则持续重试这一步；
  2. 把主库A 改成只读状态，即把 readonly 设置为 true；
  3. 判断备库 B 的 seconds_behind_master的值，直到这个值变成 0 为止；
  4. 把备库 B 改成可读写状态，也就是把 readonly 设置为 false；
  5. 把业务请求切到备库 B。

切换流程一般由专门的HA系统来完成。 切换流程：

可以看到，这个切换流程中是有不可用时间的。因为在步骤 2 之后，主库 A 和备库 B 都处于 readonly 状态，也就是说这时系统处于不可写状态，直到步骤 5 完成后才能恢复。

在这个不可用状态中，比较耗费时间的是步骤 3，可能需要耗费好几秒的时间。这也是为什么需要在步骤 1 先做判断，确保 seconds_behind_master 的值足够小。

试想如果一开始主备延迟就长达 30 分钟，而不先做判断直接切换的话，系统的不可用时间就会长达 30 分钟，这种情况一般业务都是不可接受的。

可用性优先策略

上述 如果强行把步骤 4、5 调整到最开始执行，也就是说不等主备数据同步，直接把连接切到备库 B，并且让备库 B 可以读写，那么系统几乎就没有不可用时间了。这算一种可用性策略。

可用性存在产生数据不一致的情况： 假如有表：

代码语言：javascript复制
mysql> CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `c` int(11) unsigned DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t(c) values(1),(2),(3);

初始化数据后，主库和备考都是3行数据，然后继续执行下面这两句：

代码语言：javascript复制
insert into t(c) values(4);
insert into t(c) values(5);

假设主库有大量的数据更新，导致主备延迟达到5秒，在插入一条c=4的时候，发起了主备切换。且 binlog_format=mixed，流程如下：

  1. 步骤 2 中，主库 A 执行完 insert 语句，插入了一行数据（4,4），之后开始进行主备切换。
  2. 步骤 3 中，由于主备之间有 5秒的延迟，所以备库 B 还没来得及应用“插入 c=4”这个中转日志，就开始接收客户端“插入 c=5”的命令。
  3. 步骤 4 中，备库 B 插入了一行数据（4,5），并且把这个 binlog 发给主库 A。
  4. 步骤 5 中，备库 B 执行“插入c=4”这个中转日志，插入了一行数据（5,4）。而直接在备库 B 执行的“插入 c=5”这个语句，传到主库 A，就插入了一行新数据（5,5）。

最后的结果就是，主库 A 和备库 B上出现了两行不一致的数据。可以看到，这个数据不一致，是由可用性优先流程导致的。

采用可靠性优先策略的话，你就必须得等到备库 B 的seconds_behind_master=0 之后，才能切换。但是以数据内容为重，选择可靠性策略好一点。

总结：

①首先，有些部署条件下，备库所在机器的性能要比主库所在的机器性能差，原因多个备库部署在同一台机器上，大量的查询会导致io资源的竞争，解决办法是配置”双1“，redo log和binlog都只write fs page cache②备库的压力大，产生的原因大量的查询操作在备库操作，耗费了大量的cpu，导致同步延迟，解决办法，使用一主多从，多个从减少备的查询压力③大事务，因为如果一个大的事务的dml操作导致执行时间过长，将其事务binlog发送给备库，备库也需执行那么长时间，导致主备延迟，解决办法尽量减少大事务，比如delete操作，使用limit分批删除，可以防止大事务也可以减少锁的范围。 ④大表的ddl，会导致主库将其ddl binlog发送给备库，备库解析中转日志，同步，后续的dml binlog发送过来，需等待ddl的mdl写锁释放，导致主备延迟。

可靠性优先策略，①判断备库 B 现在的 seconds_behind_master如果小于某个值（比如 5 秒）继续下一步，否则持续重试这一步，②把主库 A 改成只读状态，即把 readonly 设置为 true，③判断备库 B 的 seconds_behind_master的值，直到这个值变成 0 为止； 把备库 B 改成可读写也就是把 readonly 设置为 false； 把业务请求切换到备库，个人理解如果发送过来的binlog在中转日志中有多个事务，业务不可用的时间，就是多个事务被运用的总时间。如果非正常情况下，主库掉电，会导致出现的问题，如果备库和主库的延迟时间短，在中转日志运用完成，业务才能正常使用，如果在中转日志还未运用完成，切换为备库会导致之前完成的事务，”数据丢失“，但是在一些业务场景下不可接受。 可用性策略，出现的问题：在双m，且binlog_format=mixed，会导致主备数据不一致，使用使用 row 格式的 binlog 时，数据不一致的问题更容易发现，因为binlog row会记录字段的所有值。

问题：发生主从切换的时候，主有的最新数据没同步到从，会出现这种情况吗，出现了会怎么样？ 答：

异常切换有可能的 要根据你的处理策略了，如果不能丢，有几个可选的 1.不切换（等这个库自己恢复起来） 2. 使用semi-sync策略 3. 启动后业务做数据对账（这个一般用得少，成本高）

ddl format readonly row

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