京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略

发布于 2022-4-13 20:16
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大家好,我是Tom哥

作为一名开发同学,大家对 MySQL 一定不陌生,像常见的 事务特性、隔离级别 、索引等也都是老生常谈。

今天,我们就来聊个深度话题,关于 MySQL 的 高可用

一、什么是高可用?

维基百科定义:

高可用性(high availability,缩写 HA),指系统无中断地执行其功能的能力,代表系统的可用性程度。高可用性通常通过提高系统的容错能力来实现。

MySQL 的高可用是如何实现的呢?

首先,我们来看张图京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略-开源基础软件社区

过程:

  • 开始时,处理流程主要是 场景一
  • 客户端读、写,访问的是主库
  • 主库通过某种机制,将数据实时同步给备库
  • 当主库突然发生故障(如:磁盘损坏等),无法正常响应客户端的请求。此时会自动主备切换,进入 场景二
  • 客户端读写,访问的是备库(此时备库升级为新主库)

看似天衣无缝,那是不是可以高枕无忧了呢???兄弟,想多了

主备切换,确实能满足高可用。但有个前提,主备库的数据要同步。

不过,数据同步是个异步操作,不可能做到实时,所以说主备延迟是一定存在的

二、什么是主备延迟? 京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略-开源基础软件社区

  • 主库完成一个事务,写入binlog。binlog 中有一个时间字段,用于记录主库写入的时间【时刻 t1】
  • binlog 同步给备库,备库接收并存储到中继日志 【时刻 t2】
  • 备库SQL执行线程执行binlog,数据写入到备库表中 【时刻 t3】

主备延迟时间计算公式:

t3 - t1

有没有简单命令,直接查看。在备库执行 show slave status 命令

seconds_behind_master,表示当前备库延迟了多少秒

心细的同学会有疑问了, t3 和 t1 分属于两台机器,如果时钟不一致怎么办?

初始化时,备库连接到主库,会执行 SELECT UNIX_TIMESTAMP() 来获得当前主库的系统时间。

如果发现主库的系统时间与备库不一致,备库在计算 seconds_behind_master 会自动减掉这个差值。

注意:

binlog 数据传输的时间(t2 - t1)非常短,可以忽略。主要延迟花费在备库执行binlog日志

三、主备延迟常见原因

1、备库机器配置差

这个不难理解,“门当户对”、“志同道合”,如果主备机器的性能差别大,直接导致备库的同步速度跟不上主库的生产节奏。

就像跑步一样,落后差距会越来越大。

解决方案:

升级备库的机器配置

2、备库干私活

备库除了服务于正常的读业务外,是否有被其他特殊业务征用,如:运营数据统计等,这类操作非常消耗系统资源,也会影响数据同步速度。

解决方案:

可以借助大数据平台,数据异构,满足各种这些特殊的统计类查询。

3、大事务

我们知道 binglog 是在事务提交时才生成的。

如果是处理大事务,执行时间比较长(比如 5分钟)。虽然备库很快拿到 binlog,但是在备库回放执行也要花费差不多的时间,也要 5分钟 (备库中,只有这个事务执行完提交,备库才真正对外可见),从而导致主备延迟很大。

比如 delete 操作,慎用 delete from 表名,建议采用分批删除,减少大事务。

四、主库不可用,主备切换有哪些策略?

1、可靠优先京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略-开源基础软件社区

当主库A 发生故障不可用时,开始进入主备切换

  • 首先,判断 B库 seconds_behind_master 是否小于设定的阈值(比如 4 秒),如果满足条件
  • 将 A库 改为只读状态,将 readonly 设置为 true。断掉 A 库的写入操作,保证不会有新的写流量进来
  • 判断 B库的 seconds_behind_master ,直到为 0
  • 修改 B库 为 读、写状态
  • 客户端的请求打到 B库

此时,主备切换完成。

优点:

数据不会丢失,所以我们称为可靠性高

缺点:

中间有个阶段,A库和B库都是只读状态,此时系统对外不能提供写服务。

2、可用优先

当然我们也可以不用等主备数据同步完成,在一开始时就直接将流量切到备库。

这样备库的流量就可能有两个来源:

  • 主库之前的剩余流量 binlog
  • 客户端新请求进来的流量

两部分流量冲击,会对 数据一致性 造成一些影响。

我们来做个实验:

首次创建一个用户表:

CREATE TABLE `person` (
  `id`  bigint(20) unsigned  NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(32) ,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

插入2条记录

insert into person(name) values ("tom");
insert into person(name) values ("jerry");

实验一:

将 binlog 的格式设为 binlog_format=row

说明:row 模式,写 binlog 时会记录所有字段的值京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略-开源基础软件社区

库A 、库B 在做数据同步时,都会报主键冲突,最后只有一行数据不一致,但是会丢数据。

优点:同步过程中,出现问题能够及时发现。

实验二:

将 binlog 格式设置为 statement 或者 mixed 京东一面:MySQL 主备延迟有哪些坑?主备切换策略-开源基础软件社区

按照 SQL 原始语句同步 binlog,可以看到,数据条数不会少,但是主键id会出现混乱。

3、结论

本着 "攘外必先安内" ,保证内部的数据的正确性是我们的首选。所以,一般建议大家选择 可靠优先。

但是可靠优先可能会导致一定时间内,数据库不可用。这个时间值取决于主备延迟的时间大小。

所以,我们应尽可能缩短主备库的延迟时间大小,这样一旦主库发生故障,备库才会更快的同步完数据,主备切换才能完成,服务才能更快恢复。

本文转载自微信公众号「微观技术」

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/SHuYEQ04HzV8TSpldDafRQ

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