【阿里数据库面试题解】MySQL高可用原理

  • 若主备库机器的系统时间设置不一致,不会导致主备延迟的值不准吗?

不会的。因为,备库连接到主库时,会通过执行SELECT UNIX_TIMESTAMP()函数获得当前主库系统时间。若此时发现主库系统时间与自己不一致,备库在执行SBM计算时,会自动扣掉该差值。

在网络正常时,日志从主库传给备库所需时间很短,即t2-t1非常小。即网络正常情况下,主备延迟的主要来源是备库接收完binlog和执行完该事务之间的时间差。

所以主备延迟最直接的表现是,备库消费中转日志(relay log)的速度,比主库生产binlog的速度要慢。这可能是由哪些原因导致的呢?

主备延迟的来源

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备库所在机器的性能 < 主库所在的机器性能

部署的人会想,反正备库没有请求,所以可以用差点儿的机器。或把20个主库放在4台机器,而把备库集中在一台机器。

但更新请求对IOPS的压力,在主库和备库上是无差别的。所以,做这种部署时,一般都会将备库设置为“非双1”模式。

但实际上,更新过程中也会触发大量读操作。所以,当备库主机上的多个备库都在争抢资源时,就可能导致主备延迟。

这种部署现在少了。因为主备可能发生切换,备库随时可能变成主库,所以主备库必须选用相同规格机器,并且做对称部署。

我们也做了对称部署,但还

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有延迟,为啥?

很可能备库的压力大。主库既然提供了写能力,那么备库可以提供一些读能力。或一些运营后台需要的分析语句,不能影响正常业务,所以只能在备库上跑。

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。结果备库上的查询耗费大量CPU,影响同步速度 =》主备延迟。

这时一般可以这么处理:

  • 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压力。大多采用该方案,因为数据库系统必须保证有定期全量备份能力。而从库,很适合用来做备份。

  • 通过binlog输出到外部系统

比如Hadoop,让外部系统提供统计类查询的能力。

从库和备库在概念上其实差不多。一般把会在HA过程中被选成新主库的,称为备库,其他的称为从库。

我们也采用了一主多从,保证备库压力不会超过主库,但还主备延迟,为啥?

可能就是大事务了。因为在主库,必须等事务执行完成才会写binlog,再传给备库。所以,若一个主库的语句执行10min,则该事务可能就会导致从库延迟10min。

delete一次性删除太多数据

比如,一些归档类数据,平时没有注意删除历史数据,等空间快满,SE要一次性删大量历史数据。又要避免在高峰期,所以会在晚上执行这些大量数据删除。

结果,DBA半夜收到延迟报警。然后,DBA要求你后续再删数据时,要控制每个事务删除的数据量,分成多次删除。

大表DDL

计划内的DDL,建议使用gh-ost方案

我们主库也没大事务,怎么还主备延迟?


可能因为备库的并行复制能力。

其他情况


TODO。

由于主备延迟的存在,所以在主备切换时,就有不同

策略

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可靠性优先策略


比如一开始的双M架构,切换过程如下:

  1. 判断备库B现在的SBM,若小于某值(比如5s)继续下一步,否则持续重试该步

  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SBM值,直到该值=0

  4. 把备库B改成可读写状态:把readonly 设置为false

  5. 把业务请求切到备库B

切换一般由HA系统完成。

MySQL可靠性优先主备切换流程

该切换流程中有不可用时间。因为在step2后,A、B都readonly,此时系统不可写,直到step5完成后才恢复。

在这个不可用过程,较耗时的是step3,可能耗费几s。这也是为什么要在step1先做判断,确保SBM足够小。

倘若一开始主备延迟就长如30min,而不先做判断直接切换,系统的不可用时间就会长达30min,一般业务都是不能接受的。

系统的不可用时间,是由该数据可靠性优先的策略决定的。也可选择可用性优先的策略,来把这个不可用时间几乎降为0。

可用性优先策略


如果我强行把步骤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。

我们把这个切换流程,暂时称作可用性优先流程。这个切换流程的代价,就是可能出现数据不一致的情况。

接下来,我就和你分享一个可用性优先流程产生数据不一致的例子。假设有一个表 t:

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© values(1),(2),(3);

初始化数据后,主库和备库上都是3行数据。接下来,业务人员要继续在表t上执行两条插入语句的命令,依次是:

insert into t© values(4);

insert into t© values(5);

假设,现在主库上其他的数据表有大量更新,导致主备延迟达到5s。在插入一条c=4的语句后,发起了主备切换。

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

  • step2:主库A执行完insert,插入了一行数据(4,4),之后开始进行主备切换

  • step3:由于主备之间5s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

  • step4:备库B插入数据(4,5),并把该binlog发给主库A

  • step5:备库B执行“插入c=4”这个中转日志,插入一行数据(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,就插入一行新数据(5,5)。

最终,A、B上出现两行不一致数据,是由可用性优先流程导致。

若我还是想用可用性优先策略,但设置binlog_format=row,会咋样?

row格式在记录binlog时,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。而且两边主备同步的应用线程会报错duplicate key error并停止。即这种情况,B的(5,4)和A的(5,5)这两行数据,都不会被对方执行:

  • 可用性优先策略,且binlog_format=row
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