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MySQL半同步复制原理与配置详解

[日期:2018-04-17] 来源:Linux社区  作者:hc2012 [字体: ]

一 、异步、同步和半同步复制概念

  异步复制(Asynchronous replication),MySQL默认的复制是异步的,主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端,并不关心从库是否已经接收并处理。原理最简单,性能最好,但是主从之间数据不一致的概率很大。

  全同步复制(Fully synchronous replication),指当主库执行完一个事务,所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回,所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

  半同步复制(Semisynchronous replication),介于异步复制和全同步复制之间,主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端,而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制,半同步复制牺牲了一定的性能,提高了数据的安全性。

二、半同步复制原理

  默认情况下,MySQL的主从复制是异步的,异步复制可以提供最佳的性能, 主库把binlog日志发送给从库,然后将结果返回给客户端,并不会验证从库是否接收完毕。这也就意味着有可能出现当主库或从库发生故障的时候,从库没有接收到主库发送过来的binlog日志,导致主库和从库的数据不一致,甚至在恢复时造成数据的丢失。

  为了解决上述出现的问题,MySQL 5.5 引入了一种半同步复制模式。该模式可以确保从库接收完主库发送的binlog日志文件并写入到自己的中继日志relay log里,然后会给主库一个反馈,告诉主库已经接收完毕,这时主库才返回结果给客户端告知操作完成。当出现从库响应超时情况时,主库会暂时切换到异步复制模式,直到下一次同步没有超时转为半同步复制为止。(master的dump线程除了发送binlog数据到slave,还承担了接收slave的ack工作。如果出现异常,没有收到ack,那么将自动降为普通的异步复制,直到异常修复)

 三、半同步复制--MySQL5.7版

MySQL5.5半同步复制带来的新问题:

  1)如果有故障发生,会切换为异步的复制。 那么从库出现数据不一致的几率会减少,并不是完全消失。

  2)主机dump线程承担的工作变多了(发送binlog数据到slave,接收slave的ack。两者是串行的,dump线程必须等待slave返回ack之后才会传送下一个events事务。dump线程是整个半同步提高性能的瓶颈),这样显然会降低整个数据库的性能。

  3)在MySQL 5.5和5.6使用after_commit的模式下, 如果slave没有收到事务,也就是还没有写入到relay log之前,网络出现异常或者不稳定,此时刚好master挂了,系统切换到从库,两边的数据就会出现不一致,slave会少一个事务的数据。

  在此情况下,MySQL5.7的半同步复制技术升级为全新的Loss-less Semi-Synchronous Replication架构,新版本的semi sync增加了rpl_semi_sync_master_wait_point参数, 来控制半同步模式下主库在返回结果给会话之前提交事务的方式。

该参数有两个值:

  1)AFTER_COMMIT(5.5,5.6默认值)

  master将每个事务写入binlog之后,先提交事务,然后将binlog数据传递到slave并刷新到磁盘(relay log)。接着master等待slave反馈收到relay log,只有收到ack之后master才将commit OK结果反馈给客户端。如图一所示。

                 

  2)AFTER_SYNC(5.7默认值)

  master将每个事务写入binlog,然后将binlog数据传递到slave并刷新到磁盘(relay log)。master等待slave反馈接收到relay log的ack之后,再提交事务并且返回commit OK结果给客户端。即使主库crash了,所有在主库上已经提交的事务都能保证已经同步到slave的relay log中。如图二所示。

  MySQL5.7的半同步复制引入after_sync模式,主要是解决了after_commit导致的主库crash后主从之间数据不一致的问题。在引入after_sync模式后,所有提交的数据都已经被复制,故障切换时数据一致性将得到提升。(另外,在5.7版本的semi sync框架中,独立出一个ack collector thread,专门用于接收slave的反馈信息。这样master上有两个线程独立工作,可以同时发送binlog到slave,和接收slave的反馈)

四、半同步复制的安装

  开启半同步复制,必须是MySQL5.5以上版本并且已经搭建好普通的主从异步复制。此处以MySQL5.5版本演示,如下所示:

1、安装半同步插件

#半同步功能主要是下面两个插件
[root@master ~]# ls -l /application/mysql/lib/plugin/
......
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql 173396 Sep 15  2017 semisync_master.so
-rwxr-xr-x 1 mysql mysql  94066 Sep 15  2017 semisync_slave.so

#分别在主从库加载上面两个插件
master:
mysql> install plugin rpl_semi_sync_master soname 'semisync_master.so';
slave:
mysql> install plugin rpl_semi_sync_slave soname 'semisync_slave.so';

#查看插件是否加载成功,有两种方法
1)mysql> show plugins;
| rpl_semi_sync_master    | ACTIVE  | REPLICATION        | semisync_master.so | GPL    |2)mysql> select plugin_name,plugin_status from information_schema.plugins where plugin_name like '%semi%';
+----------------------+---------------+| plugin_name          | plugin_status |
+----------------------+---------------+| rpl_semi_sync_master | ACTIVE        |
+----------------------+---------------+1 row in set (0.10 sec)

2、开启半同步复制

  在安装完插件后,半同步复制默认是关闭的,这时需设置参数来开启半同步。

mater:
mysql> set global rpl_semi_sync_master_enabled = 1;
slave:
mysql> set global rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;
#以上的启动方式是在命令行操作,是临时生效的;永久生效需将如下设置写在配置文件中。
master:
plugin-load = rpl_semi_sync_master=semisync_master.so  #此项可以让plugin在任何时候都被mysql加载
rpl_semi_sync_master_enabled = 1
slave:
plugin-load = rpl_semi_sync_slave=semisync_slave.so
rpl_semi_sync_slave_enabled = 1
#在有的高可用架构下,master和slave需同时启动,以便在切换后能继续使用半同步复制
plugin-load = "rpl_semi_sync_master=semisync_master.so;rpl_semi_sync_slave=semisync_slave.so"
rpl-semi-sync-master-enabled = 1
rpl-semi-sync-slave-enabled = 1

3、重启slave上的IO线程使半同步生效

mysql> stop slave io_thread;

mysql> start slave io_thread;
#如果没有重启,则默认还是异步复制,重启后,slave会在master上注册为半同步复制的slave角色。

#查看半同步是否在运行
master:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status';
+-----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+-----------------------------+-------+
| Rpl_semi_sync_master_status | ON    |
+-----------------------------+-------+

slave:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status';
+----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| Rpl_semi_sync_slave_status | ON    |
+----------------------------+-------+

4、半同步复制测试

master:
mysql> create database db;
mysql> use db
Database changed
mysql> create table t1(id int);
mysql> insert into t1 values(1);
mysql> select * from t1;
+------+| id  |+------+|    1 |+------+1 row in set (0.00 sec)
slave:
mysql> select * from db.t1;
+------+| id  |+------+|    1 |+------+1 row in set (0.00 sec)

#可以看到数据很快同步到了从库上,下面关闭io_thread测试
slave:
mysql> stop slave io_thread;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
master:
mysql> insert into t1 values(2);  #此处有一个10s的超时等待时间,超时后转为异步插入
Query OK, 1 row affected (10.11 sec)
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status';  #半同步已失效
+-----------------------------+-------+| Variable_name              | Value |
+-----------------------------+-------+| Rpl_semi_sync_master_status | OFF  |
+-----------------------------+-------+
slave:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status';  #从库的半同步也失效
+----------------------------+-------+| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+| Rpl_semi_sync_slave_status | OFF  |
+----------------------------+-------+1 row in set (0.01 sec)
slave:
mysql> start slave io_thread;  #从库开启io线程
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
master:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status';  #又重新转为半同步复制
+-----------------------------+-------+| Variable_name              | Value |
+-----------------------------+-------+| Rpl_semi_sync_master_status | ON    |
+-----------------------------+-------+1 row in set (0.00 sec)
slave:
mysql> select * from db.t1;  #从库上数据已同步
+------+| id |+------+| 1 || 2 |+------+2 rows in set (0.00 sec)

5、其他说明

  1)环境变量

mysql> show variables like '%semi%';
+------------------------------------+-------+
| Variable_name                      | Value |
+------------------------------------+-------+
| rpl_semi_sync_master_enabled      | ON    |
| rpl_semi_sync_master_timeout      | 10000 |
| rpl_semi_sync_master_trace_level  | 32    |
| rpl_semi_sync_master_wait_no_slave | ON    |
+------------------------------------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

rpl_semi_sync_master_enabled=ON  表示开启半同步复制

rpl_semi_sync_master_timeout=10000  单位为毫秒,即10秒超时,将切换为异步复制

rpl_semi_sync_master_wait_no_slave  表示是否允许master每个事务都要等待slave接收确认。默认为ON,每一个事务都会等待,如果slave crash后,当slave追赶上master的日志时,可以自动的切换为半同步方式。如果为OFF,则slave追赶上后,也不会采用半同步的方式复制了,需要手工配置。

rpl_semi_sync_master_trace_level=32  表示用于开启半同步复制时的调试级别,默认32

补充:

rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count  MySQL 5.7.3引入的,该变量设置主库需要等待多少个slave应答,才能返回给客户端,默认为1。

  2)状态变量

mysql> show status like '%semi%';
+--------------------------------------------+--------+
| Variable_name                              | Value  |
+--------------------------------------------+--------+
| Rpl_semi_sync_master_clients              | 1      |
| Rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time    | 21014  |
| Rpl_semi_sync_master_net_wait_time        | 126089 |
| Rpl_semi_sync_master_net_waits            | 6      |
| Rpl_semi_sync_master_no_times              | 1      |
| Rpl_semi_sync_master_no_tx                | 1      |
| Rpl_semi_sync_master_status                | ON    |
| Rpl_semi_sync_master_timefunc_failures    | 0      |
| Rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time      | 2186  |
| Rpl_semi_sync_master_tx_wait_time          | 4373  |
| Rpl_semi_sync_master_tx_waits              | 2      |
| Rpl_semi_sync_master_wait_pos_backtraverse | 0      |
| Rpl_semi_sync_master_wait_sessions        | 0      |
| Rpl_semi_sync_master_yes_tx                | 4      |
+--------------------------------------------+--------+
14 rows in set (0.00 sec)

Rpl_semi_sync_master_status  标记master现在是否是半同步复制状态

Rpl_semi_sync_master_clients  记录支持半同步的slave的个数

Rpl_semi_sync_master_yes_tx  master成功接收到slave的回复的次数

Rpl_semi_sync_master_no_tx  master没有收到slave的回复而提交的次数

本文永久更新链接地址https://www.linuxidc.com/Linux/2018-04/151922.htm

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