MySQL之高可用架構詳解

更新時間：2021年12月17日 10:03:50 作者：Java雨孟

大家好，本篇文章主要講的是MySQL之高可用架構詳解，感興趣的同學趕快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下，方便下次瀏覽

引言

“高可用”是互聯(lián)網(wǎng)一個永恒的話題，先避開MySQL不談，為了保證各種服務的高可用有幾種常用的解決方案。

服務冗余：把服務部署多份，當某個節(jié)點不可用時，切換到其他節(jié)點。服務冗余對于無狀態(tài)的服務是相對容易的。

服務備份：有些服務是無法同時存在多個運行時的，比如說：Nginx的反向代理，一些集群的leader節(jié)點。這時可以存在一個備份服務，處于隨時待命狀態(tài)。

自動切換：服務冗余之后，當某個節(jié)點不可用時，要做到快速切換。

總結起來就是?冗余+故障轉移?。

MySQL高可用

MySQL的高可用也是同樣的思路，首先要有多個MySQL實例提供服務，其次就是當某個實例掛掉時，可以自動切換流量。同時MySQL作為存儲，節(jié)點之間數(shù)據(jù)同步也是一個難題（換句話說，有狀態(tài)的服務都面臨這個問題）。

一主一備：

MySQL的各種高可用架構，都脫離不了MySQL實例之間的數(shù)據(jù)同步，因此，我們先介紹下最簡單的一主一備架構下MySQL的數(shù)據(jù)同步流程。

老生常談：MySQL高可用架構

上圖是主從數(shù)據(jù)同步的一個示意圖。

Master節(jié)點有Dump進程把binlog中的數(shù)據(jù)發(fā)送到Slave節(jié)點，

Slave節(jié)點有IO進程接收數(shù)據(jù)寫入relay log，

Slave節(jié)點的SQL進程根據(jù)relay log寫入數(shù)據(jù)。

這里還要延伸一點，binlog存在三種形式：Statement、Row、Mixed。

Statement：就是把每一條SQL記錄到binlog中。

Row：是把每一行修改的具體數(shù)據(jù)記錄到binlog中。

Mixed：MySQL會靈活的區(qū)分，需要記錄sql還是具體修改的記錄。

只記錄SQL的話binlog會比較小，但是有些SQL語句在主從同步數(shù)據(jù)的時候，可能會因為選擇不同的索引在數(shù)據(jù)同步過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致。記錄Row的話就可以保證主從同步不會存在SQL語意偏差的問題，同時Row類型的日志在做數(shù)據(jù)恢復的時候也比較容易，但是Row會導致binlog過大。

MySQL主從同步的幾種模式：

異步模式：
在這種同步策略下，主庫按照自己的流程處理完數(shù)據(jù)，會直接返回結果，不會等待主庫和從庫之間的數(shù)據(jù)同步。優(yōu)點：效率高。缺點：Master節(jié)點掛掉之后，Slave節(jié)點會丟失數(shù)據(jù)。全同步模式：主庫會等待所有從庫都執(zhí)行完sql語句并ACK完成，才返回成功。優(yōu)點：有很好的數(shù)據(jù)一致性保障。缺點：會造成數(shù)據(jù)操作延遲，降低了MySQL的吞吐量。半同步模式：主庫會等待至少有一個從庫把數(shù)據(jù)寫入relay log并ACK完成，才成功返回結果。半同步模式介于異步和全同步之間。

半同步的復制方案是在MySQL5.5開始引入的，普通的半同步復制方案步驟如下圖：

Master節(jié)點寫數(shù)據(jù)到Binlog，并且執(zhí)行Sync操作。Master發(fā)送數(shù)據(jù)給Slave節(jié)點，同時commit主庫的事務。收到ACK后Master節(jié)點把數(shù)據(jù)返回給客戶端。

這種數(shù)據(jù)提交模式叫：?after_commit

老生常談：MySQL高可用架構

after_commit?模式存在問題：主庫等待ACK時，事務已經(jīng)commit，主庫的其他事務可以讀到commit的數(shù)據(jù)，這個時候如果Master崩潰，slave數(shù)據(jù)丟失，發(fā)生主從切換，會導致出現(xiàn)幻讀。為了解決這個問題MySQL5.7提出了新的半同步復制模式：?after_sync

老生常談：MySQL高可用架構

把主庫的事務提交放到了ACK之后，避免了上述問題。 MySQL5.7還引入了?enhanced multi-threaded slave?（簡稱MTS）模式, 當slave配置?slave_parallel_workers?>0并且
global.slave_parallel_type?＝‘LOGICAL_CLOCK',可支持一個schema下，slave_parallel_workers個worker線程并發(fā)執(zhí)行relay log中主庫提交的事務，極大地提高了主從復制的效率。 MySQL5.7半同步功能可以通過
rpl_semi_sync_master_wait_slave_count?參數(shù)配置slave節(jié)點ACK的個數(shù)，認為主從同步完成。

基于MySQL主從同步數(shù)據(jù)越來越完善，效率越來越高，也就引出了第一種MySQL的高可用架構：基于MySQL自身的主從同步方案，常用的一種部署架構是：用戶通過VIP訪問Master和Slave節(jié)點，每個節(jié)點采用keepalved探索。配置主從關系，進行數(shù)據(jù)同步。

老生常談：MySQL高可用架構

基于MHA的高可用架構：部署一份MHA的Manager節(jié)點，在MySQL各個實例部署MHA Node節(jié)點。MHA可以實現(xiàn)秒級的故障自動轉移。當然MySQL節(jié)點之間的數(shù)據(jù)同步還要依賴MySQL自身的數(shù)據(jù)同步方式。

老生常談：MySQL高可用架構

MGR(MySQL Group Replication)模式：感覺MySQL官方更看好MGR集群方案，但是目前我還不知道國內有哪一家公司在使用。 MGR集群是由所有的MySQL Server共同組成的，每個Server都有完整的副本數(shù)據(jù)，副本之間基于Row格式的日志和GTID來做副本之前的數(shù)據(jù)同步，采用Paxos算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性保障。 MGR架構要比前面講述的半同步和異步同步數(shù)據(jù)的方式要復雜，具體可以參照官網(wǎng)

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