九.MySQL是怎么保证主备一致和高可用的

2024-04-30 08:38

本文主要是介绍九.MySQL是怎么保证主备一致和高可用的,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

binlog可以用来归档,也可以用来做主备同步,但它的内容是什么样的呢,为什么备库执行了binlog就可以跟主库保持一致了呢?我们今天来探究下这个问题。

主备的基本原理

在这里插入图片描述

搭建两个节点A和B。开始时节点B是节点A的备库,备库节点B只读。A上的更新通过binlog同步到B,这样就可以保持节点A和节点B的数据是相同的。当需要切换的时候,就切成状态二,此时客户端读写访问的都是节点B,而节点A是B的备库。

主备同步的具体流程是这样的:备库B跟主库A之间维持了一个长连接,主库执行一个事务后,会写binlog,主库写完后会把binlog发到备库,备库B拿到binlog后,写到本地文件,称为中转日志(relay log)。接下来sql_thread读取中转日志,解析出日志里的命令,并执行。

binlog的三种格式

binlog有三种格式,statement,row和mixed。

STATEMENT

binlog_format=statement时,binlog里面记录的就是原文。你可以用show binlog events in 'binlog.xxxx查看binlog的内容。

由于statement格式下,记录到binlog里的是语句原文,可能会出现主库和备库执行同一条语句但结果不一样的情况,造成数据不一致。

mysql> show master status;
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File          | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| binlog.000020 |      826 |              |                  |                   |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> show binlog events in 'binlog.000020';
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+----------------------------------------------------------------------------+
| Log_name      | Pos | Event_type     | Server_id | End_log_pos | Info                                                                       |
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+----------------------------------------------------------------------------+
| binlog.000020 |   4 | Format_desc    |         1 |         125 | Server ver: 8.0.21, Binlog ver: 4                                          |
| binlog.000020 | 125 | Previous_gtids |         1 |         156 |                                                                            |
| binlog.000020 | 156 | Anonymous_Gtid |         1 |         235 | SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'                                       |
| binlog.000020 | 235 | Query          |         1 |         325 | BEGIN                                                                      |
| binlog.000020 | 325 | Query          |         1 |         448 | use `test`; insert into t values(4,4,'2018-11-10')                         |
| binlog.000020 | 448 | Xid            |         1 |         479 | COMMIT /* xid=55 */                                                        |                                                      |
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+----------------------------------------------------------------------------+
10 rows in set (0.00 sec)

ROW

binlog_format=row时,binlog里面记录的是对每行的具体操作以及操作的内容。

mysql> show binlog events in 'binlog.000008';
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+--------------------------------------+
| Log_name      | Pos | Event_type     | Server_id | End_log_pos | Info                                 |
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+--------------------------------------+
| binlog.000008 |   4 | Format_desc    |         1 |         125 | Server ver: 8.0.21, Binlog ver: 4    |
| binlog.000008 | 125 | Previous_gtids |         1 |         156 |                                      |
| binlog.000008 | 156 | Anonymous_Gtid |         1 |         235 | SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS' |
| binlog.000008 | 235 | Query          |         1 |         318 | BEGIN                                |
| binlog.000008 | 318 | Table_map      |         1 |         368 | table_id: 73 (test.t)                |
| binlog.000008 | 368 | Delete_rows    |         1 |         416 | table_id: 73 flags: STMT_END_F       |
| binlog.000008 | 416 | Xid            |         1 |         447 | COMMIT /* xid=9 */                   |
| binlog.000008 | 447 | Rotate         |         1 |         491 | binlog.000009;pos=4                  |
+---------------+-----+----------------+-----------+-------------+--------------------------------------+
8 rows in set (0.14 sec)

mixed

binlog_format=mixed时,binlog里面的内容既有statement格式,也有row格式。

为什么会有mixed格式的binlog:

  • 因为有些statement格式的binlog会导致主备不一致,所以要使用row格式。
  • 但row格式的缺点时占用空间。比如你用delete删掉10w行记录,用statement格式的话就是一个语句记录到binlog中,占用几十字节的空间;但如果使用row格式的binlog,就要把这10w条记录都写到binlog中。这样不仅会占用更大空间,同时写binlog也要耗费IO资源,影响执行速度。
  • 因此,MySQL就采取了折中的方案,采用mixed格式的binlog。MySQL判断某条语句是否会引起主备不一致,如果可能引起主备不一致,就用row格式,否则就用statement格式。

mixed格式可以利用statement格式的优点,同时避免了数据不一致的风险。

为什么建议把MySQL的binlog设置成ROW格式:

MySQL的binlog设置成ROW格式可以方便恢复数据

我们分别从insert,delete,update这三种角度看看ROW格式的数据恢复问题。

1.如果执行错了insert语句。row格式下insert记录了所有字段信息,把insert换成delete重新执行一遍就可以了。

2.如果执行错了delete语句。row格式下会把delete的行整行信息保存起来,执行错了把delete变成insert重新执行一遍就可以了。

3.如果执行错了update语句。row格式下update会记录修改前的整行数据和修改后的整行数据,也是可以进行恢复。

MySQL如何保证高可用

在主备关系中,只要主库执行更新生成的所有binlog,都可用传到备库并被正确的执行,备库就能达到和主库一致的状态,这就是最终一致性。MySQL要提供高可用,只有最终一致性是不够的,还需要主备延迟足够小。

所谓主备延迟,就是同一个事务,在备库执行完成的时间T3和主库执行完成的时间T1之间的差值,也就是T3-T1。你可以在备库上执行show slave status命令,它的返回结果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. 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。

一般情况下,人们这么部署的想法是,反正备库没有请求,可用用差一点儿的机器。其实我们都知道,更新请求对IOPS的压力,在主库和备库上是无差别的。因为备库机器的性能差,跟不上主库的执行速度,导致主备延迟。部署是应该选择对称部署。

2. 备库的压力大

一般情况下,主库提供了写能力,备库可以提供一些读能力。或者一些分析的脚本,在主库上跑影响业务,这些脚本只能在备库上跑。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。

3. 大事务。

因为主库必须等事务全部执行完才能写入binlog,再传给备库。假如一个主库上的语句执行10min,那这个事务很可能导致从库延迟10min。一次性的用delete语句删除太多数据,这就是一个典型的大事务场景。

4. 备库的并行复制能力。

备库用单线程执行relay log,而主库的TPS一直比较高的话,备库的执行binlog的速度一直赶不上主库生成binlog的速度,就会造成主备延迟。

可靠性优先策略

在双M结构下,主备切换的流程是这样的。

1.判断备库现在的seconds_behind_master,如果小于某个值(比如5s)继续进行下一步,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.判断备库的seconds_behind_master,直到这个值变为0为止,此时把备库B改成可读写状态,也就是把readonly改成false。

4.最后把业务请求切换到备库B。
在这里插入图片描述

可用性优先策略

如果强行把上面的第4,5步调整到最开始执行,不等主备数据同步,直接把业务请求切换到备库B,并且让备库开始读写,那么系统几乎就没有不可用时间了。可用性切换流程,可能出现数据不一致的情况。在实际应用中,建议使用可靠性优先的策略。毕竟保证数据准确,是数据库服务的底线。在这个基础上,通过减少主备延迟,提升系统的可用性。

在满足数据可靠性的前提下,MySQL高可用系统的可用性,是依赖于主备延迟的。延迟的时间越小,在主库故障的时候,服务恢复需要的时间就越短,可用性就越高。

这篇关于九.MySQL是怎么保证主备一致和高可用的的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/948396

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