大家好，我是Tom哥！

作為一名開發(fā)同學(xué)，大家對 MySQL 一定不陌生，像常見的 事務(wù)特性、隔離級別 、索引等也都是老生常談。

今天，我們就來聊個深度話題，關(guān)于 MySQL 的 高可用。

一、什么是高可用?

維基百科定義：

高可用性(high availability，縮寫 HA)，指系統(tǒng)無中斷地執(zhí)行其功能的能力，代表系統(tǒng)的可用性程度。高可用性通常通過提高系統(tǒng)的容錯能力來實(shí)現(xiàn)。

MySQL 的高可用是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

首先，我們來看張圖：

過程：

• 開始時，處理流程主要是 場景一；
• 客戶端讀、寫，訪問的是主庫；
• 主庫通過某種機(jī)制，將數(shù)據(jù)實(shí)時同步給備庫；
• 當(dāng)主庫突然發(fā)生故障(如：磁盤損壞等)，無法正常響應(yīng)客戶端的請求。此時會自動主備切換，進(jìn)入 場景二；
• 客戶端讀寫，訪問的是備庫(此時備庫升級為新主庫)；

看似天衣無縫，那是不是可以高枕無憂了呢???兄弟，想多了。

主備切換，確實(shí)能滿足高可用。但有個前提，主備庫的數(shù)據(jù)要同步。

不過，數(shù)據(jù)同步是個異步操作，不可能做到實(shí)時，所以說主備延遲是一定存在的。

二、什么是主備延遲?

主庫完成一個事務(wù)，寫入binlog。binlog 中有一個時間字段，用于記錄主庫寫入的時間【時刻 t1】；

• binlog 同步給備庫，備庫接收并存儲到中繼日志 【時刻 t2】；
• 備庫SQL執(zhí)行線程執(zhí)行binlog，數(shù)據(jù)寫入到備庫表中 【時刻 t3】；

主備延遲時間計算公式：t3 - t1

有沒有簡單命令，直接查看。在備庫執(zhí)行 show slave status 命令。

seconds_behind_master，表示當(dāng)前備庫延遲了多少秒。

心細(xì)的同學(xué)會有疑問了， t3 和 t1 分屬于兩臺機(jī)器，如果時鐘不一致怎么辦?

初始化時，備庫連接到主庫，會執(zhí)行 SELECT UNIX_TIMESTAMP() 來獲得當(dāng)前主庫的系統(tǒng)時間。

如果發(fā)現(xiàn)主庫的系統(tǒng)時間與備庫不一致，備庫在計算 seconds_behind_master 會自動減掉這個差值。

注意：

binlog 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間(t2 - t1)非常短，可以忽略。主要延遲花費(fèi)在備庫執(zhí)行binlog日志。

三、主備延遲常見原因

1.備庫機(jī)器配置差

這個不難理解，“門當(dāng)戶對”、“志同道合”，如果主備機(jī)器的性能差別大，直接導(dǎo)致備庫的同步速度跟不上主庫的生產(chǎn)節(jié)奏。

就像跑步一樣，落后差距會越來越大。

解決方案：升級備庫的機(jī)器配置

２.備庫干私活

備庫除了服務(wù)于正常的讀業(yè)務(wù)外，是否有被其他特殊業(yè)務(wù)征用，如：運(yùn)營數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，這類操作非常消耗系統(tǒng)資源，也會影響數(shù)據(jù)同步速度。

解決方案：可以借助大數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)異構(gòu)，滿足各種這些特殊的統(tǒng)計類查詢。

3.大事務(wù)

我們知道 binglog 是在事務(wù)提交時才生成的。

如果是處理大事務(wù)，執(zhí)行時間比較長(比如 5分鐘)。雖然備庫很快拿到 binlog，但是在備庫回放執(zhí)行也要花費(fèi)差不多的時間，也要 5分鐘 (備庫中，只有這個事務(wù)執(zhí)行完提交，備庫才真正對外可見)，從而導(dǎo)致主備延遲很大。

比如 delete 操作，慎用 delete from 表名，建議采用分批刪除，減少大事務(wù)。

四、主庫不可用，主備切換有哪些策略?

1.可靠優(yōu)先

當(dāng)主庫A 發(fā)生故障不可用時，開始進(jìn)入主備切換。

• 首先，判斷 B庫 seconds_behind_master 是否小于設(shè)定的閾值(比如 4 秒)，如果滿足條件
• 將 A庫 改為只讀狀態(tài)，將 readonly 設(shè)置為 true。斷掉 A 庫的寫入操作，保證不會有新的寫流量進(jìn)來
• 判斷 B庫的 seconds_behind_master ，直到為 0
• 修改 B庫 為 讀、寫狀態(tài)
• 客戶端的請求打到 B庫

此時，主備切換完成。

優(yōu)點(diǎn)：

數(shù)據(jù)不會丟失，所以我們稱為可靠性高。

缺點(diǎn)：

中間有個階段，A庫和B庫都是只讀狀態(tài)，此時系統(tǒng)對外不能提供寫服務(wù)。

2.可用優(yōu)先

當(dāng)然我們也可以不用等主備數(shù)據(jù)同步完成，在一開始時就直接將流量切到備庫。

這樣備庫的流量就可能有兩個來源：

• 主庫之前的剩余流量 binlog；
• 客戶端新請求進(jìn)來的流量。

兩部分流量沖擊，會對 數(shù)據(jù)一致性 造成一些影響。

我們來做個實(shí)驗：

首次創(chuàng)建一個用戶表：

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

插入2條記錄：

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

實(shí)驗一：

將 binlog 的格式設(shè)為 binlog_format=row；

說明：row 模式，寫 binlog 時會記錄所有字段的值；

庫A 、庫B 在做數(shù)據(jù)同步時，都會報主鍵沖突，最后只有一行數(shù)據(jù)不一致，但是會丟數(shù)據(jù)。

優(yōu)點(diǎn)：同步過程中，出現(xiàn)問題能夠及時發(fā)現(xiàn)。

實(shí)驗二：

將 binlog 格式設(shè)置為 statement 或者 mixed；

按照 SQL 原始語句同步 binlog，可以看到，數(shù)據(jù)條數(shù)不會少，但是主鍵id會出現(xiàn)混亂。

3.結(jié)論

本著 "攘外必先安內(nèi)" ，保證內(nèi)部的數(shù)據(jù)的正確性是我們的首選。所以，一般建議大家選擇 可靠優(yōu)先。

但是可靠優(yōu)先可能會導(dǎo)致一定時間內(nèi)，數(shù)據(jù)庫不可用。這個時間值取決于主備延遲的時間大小。

所以，我們應(yīng)盡可能縮短主備庫的延遲時間大小，這樣一旦主庫發(fā)生故障，備庫才會更快的同步完數(shù)據(jù)，主備切換才能完成，服務(wù)才能更快恢復(fù)。