Mysql的高可用

主备延迟

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。

你可以在备库上执行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:

  • 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。

  • 第二种常见的可能了,即备库的压力大: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。

    解决方式:

    • 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。
    • 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。
  • 第三种,大事务。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。

    例如:

    • 一次性地用delete语句删除太多数据
    • 大表DDL

主备切换

可靠性优先策略:

image-20230321144902334

在图中的双M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。

这个切换流程,一般是由专门的HA系统来完成的,我们暂时称之为可靠性优先流程。

可用性优先策略:

如果我强行把上面的步骤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。

例如:可用性优先策略,且binlog_format=mixed时的切换流程和数据结果。

image-20230321145115395

现在,我们一起分析下这个切换流程:

  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。

设置binlog_format=row后,因为row格式在记录binlog的时候,会记录新插入的行的所有字段值,所以最后只会有一行不一致。而且,两边的主备同步的应用线程会报错duplicate key error并停止。

image-20230321145257915

从上面的分析中,你可以看到一些结论:

  1. 使用row格式的binlog时,数据不一致的问题更容易被发现。而使用mixed或者statement格式的binlog时,数据很可能悄悄地就不一致了。如果你过了很久才发现数据不一致的问题,很可能这时的数据不一致已经不可查,或者连带造成了更多的数据逻辑不一致。
  2. 主备切换的可用性优先策略会导致数据不一致。因此,大多数情况下,我都建议你使用可靠性优先策略。毕竟对数据服务来说的话,数据的可靠性一般还是要优于可用性的。

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。