Docker搭建MySQL的PXC集群

2023-03-09 10:28:12

一、简介

PXC属于一套近乎完美的mysql高可用集群解决方案，相比那些比较传统的基于主从复制模式的集群架构MHA和MM+keepalived，galera cluster最突出特点就是解决了诟病已久的数据复制延迟问题，基本上可以达到实时同步。而且节点与节点之间，他们相互的关系是对等的。本身galera cluster也是一种多主架构。galera cluster最关注的是数据的一致性，对待事物的行为时，要么在所有节点上执行，要么都不执行，它的实现机制决定了它对待一致性的行为非常严格，这也能非常完美的保证MySQL集群的数据一致性；

对galera cluster的封装有两个，虽然名称不同，但实质都是一样的，使用的都是galera cluster。一个MySQL的创始人在自己全新的MariaDB上实现的MAriaDB cluster；一个是著名的MySQL服务和工具提供商percona实现的percona xtradb cluster，简称PXC

要搭建PXC架构至少需要3个mysql实例来组成一个集群，三个实例之间不是主从模式，而是各自为主，所以三者是对等关系，不分从属，这就叫multi-master架构。客户端写入和读取数据时，连接哪个实例都是一样的。读取到的数据时相同的，写入任意一个实例之后，集群自己会将新写入的数据同步到其他实例上，这种架构不共享任何数据，是一种高冗余架构。

PXC的操作流程：

首先客户端先发起一个事务，该事务先在本地执行，执行完成之后就要发起对事务的提交操作了。在提交之前需要将产生的复制写集广播出去，然后获取到一个全局的事务ID号，一并传送到另一个节点上面。通过合并数据之后，发现没有冲突数据，执行apply_cd和commit_cb动作，否则就需要取消此次事务的操作。而当前server节点通过验证之后，执行提交操作，并返回OK，如果验证没通过，则执行回滚。当然在生产中至少要有3个节点的集群环境，如果其中一个节点没有验证通过，出现了数据冲突，那么此时采取的方式就是讲出现不一致的节点踢出集群环境，而且它自己会执行shutdown命令，自动关机。

PXC的优点：

①实现mysql数据库集群架构的高可用性和数据的强一致性。

②完成了真正的多节点读写的集群方案。

③改善了传统意义上的主从复制延迟问题，基本上达到了实时同步。

④新加入的节点可以自动部署，无须提供手动备份，维护起来很方便。

⑤由于是多节点写入，所以数据库故障切换很容易。

PXC的缺点：

①新加入的节点开销大，需要复制完整的数据。采用SST传输开销太大。

②任何更新事务都需要全局验证通过，才会在每个节点库上执行。集群性能受限于性能最差的节点，也就是经常说的短板效应。

③因为需要保证数据的一致性，所以在多节点并发写时，锁冲突问题比较严重。

④存在写扩大问题，所有的节点上都会发生些操作。

⑤只支持innodb存储引擎的表。

⑥没有表级别的锁定，执行DDL语句操作会把整个集群锁住，而且也 kill 不了（建议使用Osc操作，即在线DDL）

⑦所有的表必须含有主键，不然操作数据时会报错。

二、环境配置

1、系统：centos7.3

2、docker版本：Docker version 1.13.1, build 07f3374/1.13.1

3、PXC镜像：percona/percona-xtradb-cluster

三、安装部署

1、拉取镜像

docker pull percona/percona-xtradb-cluster

成功拉取后的效果如图所示：

2、创建docker内部网络

docker network create --subnet=172.18.0.0/24 net1

成功创建的效果如图所示，使用docker network inspect net1命令查看：

创建网络时出现以下错误信息，莫慌，重启docker再次创建即可

3、创建docker卷

docker volume create --name v1

docker volume create --name v2

docker volume create --name v3

docker volume create --name v4

docker volume create --name v5

4、查看docker卷信息

docker inspect v1

docker inspect v2

docker inspect v3

docker inspect v4

docker inspect v5

效果如图所示

PS：切记一定要先创建docker卷再创建容器，不能一起来或者会报权限异常，不能创建容器

5、创建容器，这里以创建5个容器为例

docker run -di -p 3306:3306 \

-v v1:/var/lib/mysql \

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_NAME=PXC \

-e XTRABACKUP_PASSWORD=123456 \

--privileged=true --name=node1 --net=net1 --ip 172.18.0.2 \

docker.io/percona/percona-xtradb-cluster

docker run -di -p 3307:3306 \

-v v2:/var/lib/mysql \

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_NAME=PXC \

-e XTRABACKUP_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_JOIN=node1 \

--privileged=true --name=node2 --net=net1 --ip 172.18.0.3 \

docker.io/percona/percona-xtradb-cluster

docker run -di -p 3308:3306 \

-v v3:/var/lib/mysql \

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_NAME=PXC \

-e XTRABACKUP_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_JOIN=node1 \

--privileged=true --name=node3 --net=net1 --ip 172.18.0.4 \

docker.io/percona/percona-xtradb-cluster

docker run -di -p 3309:3306 \

-v v4:/var/lib/mysql \

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_NAME=PXC \

-e XTRABACKUP_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_JOIN=node1 \

--privileged=true --name=node4 --net=net1 --ip 172.18.0.5 \

docker.io/percona/percona-xtradb-cluster

docker run -di -p 3310:3306 \

-v v5:/var/lib/mysql \

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_NAME=PXC \

-e XTRABACKUP_PASSWORD=123456 \

-e CLUSTER_JOIN=node1 \

--privileged=true --name=node5 --net=net1 --ip 172.18.0.6 \

docker.io/percona/percona-xtradb-cluster