简单谈谈MySQL的半同步复制

 更新时间:2017年03月12日 08:47:15   作者:linjinhe   我要评论
从MySQL5.5开始,MySQL以插件的形式支持半同步复制。如何理解半同步呢?今天我们就来详细讲解下,希望大家能够喜欢。

简介

MySQL通过复制(Replication)实现存储系统的高可用。目前,MySQL支持的复制方式有:

  1. 异步复制(Asynchronous Replication):原理最简单,性能最好。但是主备之间数据不一致的概率很大。
  2. 半同步复制(Semi-synchronous Replication):相比异步复制,半同步复制牺牲了一定的性能,提升了主备之间数据的一致性(有一些情况还是会出现主备数据不一致)。
  3. 组复制(Group Replication):基于Paxos算法实现分布式数据复制的强一致性。只要大多数机器存活就能保证系统可用。相比半同步复制,Group Replication的数据一致性和系统可用性更高。

本文主要讨论MySQL半同步复制。

半同步复制的基本流程

MySQL半同步复制的实现是建立在MySQL异步复制的基础上的。MySQL支持两种略有不同的半同步复制:AFTER_SYNC和AFTER_COMMIT(受rpl_semi_sync_master_wait_wait_point控制)。

开启半同步复制时,Master在返回之前会等待Slave的响应或超时。当Slave超时时,半同步复制退化成异步复制。这也是MySQL半同步复制存在的一个问题。本文不讨论Salve超时的情形(不讨论异步复制)。

半同步复制AFTER_SYNC模式的基本流程

AFTER_SYNC模式是MySQL 5.7才支持的半同步复制方式,也是MySQL5.7默认的半同步复制方式:

  • Prepare the transaction in the storage engine(s).
  • Write the transaction to the binlog, flush the binlog to disk.
  • Wait for at least one slave to acknowledge the reception for the binlog events for the transaction.
  • Commit the transaction to the storage engine(s).

半同步复制AFTER_COMMIT模式的基本流程

MySQL 5.5和5.6的半同步复制只支持AFTER_COMMIT:

  • Prepare the transaction in the storage engine(s).
  • Write the transaction to the binlog, flush the binlog to disk.
  • Commit the transaction to the storage engine(s).
  • Wait for at least one slave to acknowledge the reception for the binlog events for the transaction.

AFTER_SYNC和AFTER_COMMIT两种方式的小结

AFTER_SYNC: 日志复制到Slave之后,Master再commit。
所有在master上commit的事务都已经复制到slave。
所有已经复制到slave的事务在master不一定commit了(比如,master将日志复制到slave之后,在commit之前宕机了)

AFTER_COMMIT:Master commit之后再将日志复制到Slave。
所有master上commit的事务不一定复制到slave。(比如,master commit之后,还没来得及将日志复制到slave就宕机了)
所有已经复制到slave的事务在master上一定commit了。
很明显,AFTER_COMMIT在master宕机的情况下,无法保证数据的一致性(master commit之后,还没来得及将日志复制到slave就宕机了)。本文接下来只讨论AFTER_SYNC模式。
MySQL5.7.3开始支持配置半同步复制等待Slave应答的个数:rpl_semi_sync_master_wait_slave_count 。

AFTER_SYNC模式下的异常情况分析

异常情况1:master宕机后,主备切换。

master执行事务T,在将事务T的binlog刷到硬盘之前,master发生宕机。slave升级为master。master重启后,crash recovery会对事务T进行回滚。主备数据一致。

master执行事务T,在将事务T的binlog刷到硬盘之后,收到slave的ACK之前,master发生宕机(存在pendinglog)。slave升级为master。

2.1 slave还没有收到事务T的binlog,master重启后,crash recovery会直接提交pendinglog。主备数据不一致。

2.2 slave已经收到事务T的binlog。主备数据一致。

异常情况2:master宕机后,不切换主机。只需考虑异常情况1中的2.1。

master重启后,直接提交pendinglog,此时,主备数据不一致:

slave连接上master,通过异步复制的方式获得事务T的binlog。主备数据一致。
slave还没来得及复制事务T的binlog,如果master又发生宕机,磁盘损坏。主备数据不一致,事务T的数据丢失。
异常情况处理

从上面异常情况的简单分析我们得知,半同步复制需要处理master宕机后重启存在pendinglog(slave没有应答的binlog)的特殊情况。

针对master宕机后,不进行主备切换的情形:

在crash recovery之后,master等到slave的连接和复制,直到至少有一个slave复制了所有已提交的事务的binlog。(SHOW MASTER STATUS on master and SELECT master_pos_wait()  on slave)。

针对master宕机后,进行主备切换的情形:

旧master重启后,在crash recovery时,对pendinglog进行回滚。(人工截断master的binlog未复制的部分?)

思考

为什么master重启之后,crash recovery的过程中,是直接commit pendinglog,而不是重试请求slave的应答呢?

MySQL的异步复制和半同步复制都是由slave触发的,slave主动去连接master同步binlog。

没有发生主备切换,机器重启后无法知道哪台机器是slave。
如果发生主备切换,它已经不是master了,则不会再有slave连上来。如果继续等待,则无法正常运行。

总结

MySQL半同步复制存在以下问题:

  1. 当Slave超时时,会退化成异步复制。
  2. 当Master宕机时,数据一致性无法保证,需要人工处理。
  3. 复制是串行的。

正因为MySQL在主备数据一致性存在着这些问题,影响了互联网业务7*24的高可用服务,因此各大公司纷纷祭出自己的“补丁”:腾讯的TDSQL、微信的PhxSQL、阿里的AliSQL、网易的InnoSQL。

MySQL官方已经在MySQL5.7推出新的复制模式——MySQL Group Replication。

参考文献

MySQL半同步复制的数据一致性探讨

MySQL High Availability Solutions

Loss-less Semi-Synchronous Replication on MySQL 5.7.2

Enhanced semisync replication

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