24 | MySQL是怎么保证主备一致的？

以下内容出自 《MySQL 实战 45 讲》

24 | MySQL是怎么保证主备一致的？

MySQL 主备的基本原理

如图所示就是基本的主备切换流程。（M-S结构）

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节点 A 到 B 这条线的内部流程是什么样的 ？

下图中画出的就是一个 update 语句在节点 A 执行，然后同步到节点 B 的完整流程图。

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备库 B 跟主库 A 之间维持了一个长连接。主库 A 内部有一个线程，专门用于服务备库 B 的这个长连接。一个事务日志同步的完整过程是这样的：

1、在备库 B 上通过 change master 命令，设置主库 A 的 IP、端口、用户名、密码，以及要从哪个位置开始请求 binlog，这个位置包含文件名和日志偏移量。

2、在备库 B 上执行 start slave 命令，这时候备库会启动两个线程，就是图中的 io_thread 和 sql_thread。其中 io_thread 负责与主库建立连接。

3、主库 A 校验完用户名、密码后，开始按照备库 B 传过来的位置，从本地读取 binlog，发给 B。

4、备库 B 拿到 binlog 后，写到本地文件，称为 中转日志（relay log）。

5、sql_thread 读取中转日志，解析出日志里的命令，并执行。（后续 sql_thread 演化成为了多个线程）

binlog 的三种格式对比

Statement（Statement-Based Replication,SBR）：每一条会修改数据的 SQL 都会记录在 binlog 中。

Row（Row-Based Replication,RBR）：不记录 SQL 语句上下文信息，仅保存哪条记录被修改。

Mixed（Mixed-Based Replication,MBR）：Statement 和 Row 的混合体。

log_bin = on 时，代表 binlog 开启。

show variables like 'log_bin'

常见 binlog 操作

修改 binglog_format

  • 当前会话生效：set binlog_format = 'MIXED';
  • 全局生效，但 MySQL 重启失效：set global binlog_format = 'MIXED';
  • 一劳永李修改生效：修改 mysql 的配置文件， 在 mysqld 下加配置 binlog_format=MIXED

查看所有 binlog 日志

 show binary logs;
 show master logs;

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查看 master 状态

show master status ;

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刷新 binlog

正常来说，一个 binlog 写满之后，会自动切换到下一个 binlog 开始写，不过我们也可以执行一个 flush logs 命令来手动刷新 binlog，手动刷新 binlog 之后，就会产生一个新的 binlog 日志文件，接下来所有的 binlog 日志都将记录到新的文件中。

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重置 binlog

reset master 可以重置 binlog 日志文件，让日志重新从 000001 开始记录，不过如果当前主机有一个或者多个从机在运行，那么该命令就运行不了（因为从机是通过 binlog 来实现数据库同步的，主机把 binlog 清空了，从机会报找不到 binlog 的错误）。
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查看 binlog

mysqlbinlog 命令

mysqlbinlog命令使用时报错 unknown variable 'default-character-set=utf8mb4' 的解决办法_aben_sky的博客-CSDN博客

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show binlog events

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show binlog events : 只看第一个 binlog 文件内容

show binlog events in 'binlog_name': 查看指定 binlog 文件的内容

三种格式说明对比

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `a` int(11) DEFAULT NULL,
  `t_modified` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `a` (`a`),
  KEY `t_modified`(`t_modified`)
) ENGINE=InnoDB;

insert into t values(1,1,'2018-11-13');
insert into t values(2,2,'2018-11-12');
insert into t values(3,3,'2018-11-11');
insert into t values(4,4,'2018-11-10');
insert into t values(5,5,'2018-11-09');

执行下面的删除语句


mysql> delete from t /*comment*/  where a>=4 and t_modified<='2018-11-10' limit 1;

当 binlog_format = statement

show master status ;
show binlog events in 'binlog.000004';

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  • 第一行 SET @@SESSION.GTID_NEXT='ANONYMOUS’你可以先忽略，后面文章我们会在介绍主备切换的时候再提到；
  • 第二行是一个 BEGIN，跟第四行的 commit 对应，表示中间是一个事务；
  • 第三行就是真实执行的语句了。可以看到，在真实执行的 delete 命令之前，还有一个“use ‘test’”命令。这条命令不是我们主动执行的，而是 MySQL 根据当前要操作的表所在的数据库，自行添加的。这样做可以保证日志传到备库去执行的时候，不论当前的工作线程在哪个库里，都能够正确地更新到 test 库的表 t。use 'test’命令之后的 delete 语句，就是我们输入的 SQL 原文了。可以看到，binlog“忠实”地记录了 SQL 命令，甚至连注释也一并记录了。
  • 最后一行是一个 COMMIT。你可以看到里面写着 xid=2791。

XID 是用来联系 bin log 和 redo log 的。比如 redo log 里面有一个事务是 prepare 状态，但是不知道是不是 commit 状态，那就可以用 XID 去 bin log 里面查询该事务到底有没有提交。有提交则是 commit 状态，若没有提交则回滚该事务。

同时，执行命令 show warnings 命令。可能会看到下面的返回；

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原因：当前 binlog 设置的是 statement 格式，并且语句中有 limit，所以这个命令可能是 unsafe 的。

可能会出现主备数据不一致的情况。

由于 statement 格式下，记录到 binlog 里的是语句原文，因此可能会出现这样一种情况：在主库执行这条 SQL 语句的时候，用的是索引 a；而在备库执行这条 SQL 语句的时候，却使用了索引 t_modified。因此，MySQL 认为这样写是有风险的。

当 binlog_foramt = row

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可以看到，与 statement 格式的 binlog 相比，前后的 BEGIN 和 COMMIT 是一样的。但是，row 格式的 binlog 里没有了 SQL 语句的原文，而是替换成了两个 event：Table_map 和 Delete_rows。

  • Table_map event，用于说明接下来要操作的表是 test 库的表 t;
  • Delete_rows event，用于定义删除的行为。

用 mysqlbinlog 查看和解析 binlog 的内容，上图中显示，事务是从 2885 这个位置开启的，用 start-position 参数来指定从这个位置的日志开始解析。

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  • server id 1，表示这个事务是在 server_id=1 的这个库上执行的。
  • 每个 event 都有 CRC32 的值，参数 binlog_checksum，用于校验 binlog 的完整性。
  • Table_map: test.t mapped to number 162： 显示了接下来要打开的表，map 到数字 162。
  • 参数 binlog_row_image 的默认配置是 FULL， 因此 Delete event 包含了删掉的行的所有字段的值。如果把 binlog_row_image 设置为 MINIMAL，则只会记录必要的信息，在这个例子里，就是只会记录 id=5 这个信息。
  • 最后的 Xid event，用于表示事务被正确地提交了。

当 binlog_format 使用 row 格式的时候，binlog 里面记录了真实删除行的主键 id，这样 binlog 传到备库去的时候，就肯定会删除 id=4 的行，不会有主备删除不同行的问题。

为什么会有 mixed 格式的 binlog？

推论：

  • 有些 statement 格式的 binlog 可能会导致主备不一致，所以要使用 row 格式。
  • row 格式的缺点是，很占空间。比如你用一个 delete 语句删掉 10 万行数据，用 statement 的话就是一个 SQL 语句被记录到 binlog 中，占用几十个字节的空间。但如果用 row 格式的 binlog，就要把这 10 万条记录都写到 binlog 中。这样做，不仅会占用更大的空间，同时写 binlog 也要耗费 IO 资源，影响执行速度。
  • MySQL 就取了个折中方案，也就是有了 mixed 格式的 binlog。mixed 格式的意思是，MySQL 自己会判断这条 SQL 语句是否可能引起主备不一致，如果有可能，就用 row 格式，否则就用 statement 格式。

但是，mixed 格式的 binlog 用的不多，大多数场景中，还是设置为 row，好处就是 恢复数据。

循环复制问题

实际生产中，使用比较多的是双 M 结构。

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节点 A 和 B 之间总是互为主备关系。这样在切换的时候就不用再修改主备关系。

双 M 结构的问题：在节点 A 上更新了一条语句，再把 binlog 发给 B，节点 B 执行后也会生成 binlog，如果节点 A 同时是节点 B 的备库，那么 A B 之间，会不断循环执行，也就是循环复制。

可以用下面的逻辑，来解决两个节点间的循环复制的问题：

  • 规定两个库的 server id 必须不同，如果相同，则它们之间不能设定为主备关系；

  • 一个备库接到 binlog 并在重放的过程中，生成与原 binlog 的 server id 相同的新的 binlog；

  • 每个库在收到从自己的主库发过来的日志后，先判断 server id，如果跟自己的相同，表示这个日志是自己生成的，就直接丢弃这个日志。

按照这个逻辑，如果我们设置了双 M 结构，日志的执行流就会变成这样：

  • 从节点 A 更新的事务，binlog 里面记的都是 A 的 server id；
  • 传到节点 B 执行一次以后，节点 B 生成的 binlog 的 server id 也是 A 的 server id；
  • 再传回给节点 A，A 判断到这个 server id 与自己的相同，就不会再处理这个日志。所以，死循环在这里就断掉了。
posted @ 2023-07-10 23:06  LionelYee  阅读(16)  评论(0)  编辑  收藏  举报