GTID主从
4.1 GTID概念介绍
GTID即全局事务ID (global transaction identifier), 其保证为每一个在主上提交的事务在复制集群中可以生成一个唯一的ID。GTID最初由google实现，官方MySQL在5.6才加入该功能。mysql主从结构在一主一从情况下对于GTID来说就没有优势了，而对于2台主以上的结构优势异常明显，可以在数据不丢失的情况下切换新主。使用GTID需要注意: 在构建主从复制之前，在一台将成为主的实例上进行一些操作（如数据清理等），通过GTID复制，这些在主从成立之前的操作也会被复制到从服务器上，引起复制失败。也就是说通过GTID复制都是从最先开始的事务日志开始，即使这些操作在复制之前执行。比如在server1上执行一些drop、delete的清理操作，接着在server2上执行change的操作，会使得server2也进行server1的清理操作。
GTID实际上是由UUID+TID (即transactionId)组成的。其中UUID(即server_uuid) 产生于auto.conf文件(cat /data/mysql/data/auto.cnf)，是一个MySQL实例的唯一标识。TID代表了该实例上已经提交的事务数量，并且随着事务提交单调递增，所以GTID能够保证每个MySQL实例事务的执行（不会重复执行同一个事务，并且会补全没有执行的事务）。GTID在一组复制中，全局唯一。 下面是一个GTID的具体形式 :
mysql> show master status; +-----------+----------+--------------+------------------+-------------------------------------------+ | File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set | +-----------+----------+--------------+------------------+-------------------------------------------+ | on.000003 | 187 | | | 7286f791-125d-11e9-9a9c-0050568843f8:1-362| +-----------+----------+--------------+------------------+-------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec) GTID:7286f791-125d-11e9-9a9c-0050568843f8:1-362 UUID:7286f791-125d-11e9-9a9c-0050568843f8 transactionId:1-362 在整个复制架构中GTID 是不变化的,即使在多个连环主从中也不会变。 例如：ServerA --->ServerB ---->ServerC GTID从在ServerA ,ServerB,ServerC 中都是一样的。
了解了GTID的格式，通过UUID可以知道这个事务在哪个实例上提交的。通过GTID可以极方便的进行复制结构上的故障转移，新主设置，这就很好地解决了下面这个图所展现出来的问题。
如图, Server1(Master)崩溃，根据从上show slave status获得Master_log_File/Read_Master_Log_Pos的值，Server2(Slave)已经跟上了主，Server3(Slave)没有跟上主。这时要是把Server2提升为主，Server3变成Server2的从。这时在Server3上执行change的时候需要做一些计算。
这个问题在5.6的GTID出现后，就显得非常的简单。由于同一事务的GTID在所有节点上的值一致，那么根据Server3当前停止点的GTID就能定位到Server2上的GTID。甚至由于MASTER_AUTO_POSITION功能的出现，我们都不需要知道GTID的具体值，直接使用CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx', MASTER_AUTO_POSITION命令就可以直接完成failover的工作。
====== GTID和Binlog的关系 ======
- GTID在binlog中的结构
- GTID event 结构
-
Previous_gtid_log_event
Previous_gtid_log_event 在每个binlog 头部都会有每次binlog rotate的时候存储在binlog头部Previous-GTIDs在binlog中只会存储在这台机器上执行过的所有binlog，不包括手动设置gtid_purged值。换句话说，如果你手动set global gtid_purged=xx； 那么xx是不会记录在Previous_gtid_log_event中的。 -
GTID和Binlog之间的关系是怎么对应的呢? 如何才能找到GTID=? 对应的binlog文件呢？
假设有4个binlog: bin.001,bin.002,bin.003,bin.004
bin.001 : Previous-GTIDs=empty; binlog_event有: 1-40
bin.002 : Previous-GTIDs=1-40; binlog_event有: 41-80
bin.003 : Previous-GTIDs=1-80; binlog_event有: 81-120
bin.004 : Previous-GTIDs=1-120; binlog_event有: 121-160
假设现在我们要找GTID=$A，那么MySQL的扫描顺序为: -
从最后一个binlog开始扫描（即: bin.004）
-
bin.004的Previous-GTIDs=1-120，如果$A=140 > Previous-GTIDs,那么肯定在bin.004中
-
bin.004的Previous-GTIDs=1-120，如果$A=88 包含在Previous-GTIDs中,那么继续对比上一个binlog文件 bin.003,然后再循环前面2个步骤，直到找到为止.
====== GTID 重要参数的持久化 =======
- GTID相关参数
| 参数 | comment |
|---|---|
| gtid_executed | 执行过的所有GTID |
| gtid_purged | 丢弃掉的GTID |
| gtid_mode | GTID模式 |
| gtid_next | session级别的变量，下一个gtid |
| gtid_owned | 正在运行的GTID |
| enforce_gtid_consistency | 保证GTID安全的参数 |
====== 开启GTID的必备条件 ======
gtid_mode=on (必选)
enforce-gtid-consistency=1 （必选）
log_bin=mysql-bin （可选） #高可用切换，最好开启该功能
log-slave-updates=1 （可选） #高可用切换，最好打开该功能4.2 GTID工作原理
从服务器连接到主服务器之后，把自己执行过的GTID (Executed_Gtid_Set: 即已经执行的事务编码)<sql线程> 、获取到的GTID (Retrieved_Gtid_Set: 即从库已经接收到主库的事务编号) <io线程>发给主服务器，主服务器把从服务器缺少的GTID及对应的transactions发过去补全即可。当主服务器挂掉的时候，找出同步最成功的那台从服务器，直接把它提升为主即可。如果硬要指定某一台不是最新的从服务器提升为主， 先change到同步最成功的那台从服务器， 等把GTID全部补全了，就可以把它提升为主了。
GTID是MySQL 5.6的新特性，可简化MySQL的主从切换以及Failover。GTID用于在binlog中唯一标识一个事务。当事务提交时，MySQL Server在写binlog的时候，会先写一个特殊的Binlog Event，类型为GTID_Event，指定下一个事务的GTID，然后再写事务的Binlog。主从同步时GTID_Event和事务的Binlog都会传递到从库，从库在执行的时候也是用同样的GTID写binlog，这样主从同步以后，就可通过GTID确定从库同步到的位置了。也就是说，无论是级联情况，还是一主多从情况，都可以通过GTID自动找点儿，而无需像之前那样通过File_name和File_position找点儿了。
简而言之，GTID的工作流程为：
- master更新数据时，会在事务前产生GTID，一同记录到binlog日志中。
- slave端的i/o 线程将变更的binlog，写入到本地的relay log中。
- sql线程从relay log中获取GTID，然后对比slave端的binlog是否有记录。
- 如果有记录，说明该GTID的事务已经执行，slave会忽略。
- 如果没有记录，slave就会从relay log中执行该GTID的事务，并记录到binlog。
- 在解析过程中会判断是否有主键，如果没有就用二级索引，如果没有就用全部扫描。
4.3 GTID主从配置
环境说明：
| 数据库角色 | IP | 应用与系统版本 |
|---|---|---|
| 主数据库 | 192.168.6.133 | centos8/redhat8 mysql-5.7 |
| 从数据库 | 192.168.6.134 | centos8/redhat8 mysql-5.7 |
主库配置。vi /etc/my.cnf，添加以下配置，重启mysql。
[root@localhost ~]# mysql -uroot -p123456 # 连接主库 mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure. Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g. mysql> create user 'repl'@'192.168.6.134' identified by 'repl123'; #将账号repl授权给从库 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'192.168.6.134'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> FLUSH PRIVILEGES; # 刷新授权表 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
[root@localhost ~]# vi /etc/my.cnf [mysqld] basedir = /usr/local/mysql datadir = /opt/data socket = /tmp/mysql.sock port = 3306 pid-file = /opt/data/mysql.pid user = mysql skip-name-resolve sql-mode = STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION server-id = 10 # 主库的server-id值必须比从库的值小 log-bin = mysql_bin # 开启gtid gtid-mode = on #强制gtid一致性 enforce-gtid-consistency = on #开启二进制 binlog-format = row # 默认为mixed混合模式，更改成row复制，为了数据一致性 log-slave-updates = 1 # 从库binlog才会记录主库同步的操作日志 skip-slave-start = 1 # 跳过slave复制线程 [root@localhost ~]# systemctl restart mysqld #重启数据库 [root@localhost ~]# mysql -uroot -p123456 # 连进来 mysql> show variables like '%gtid%'; #查看gtid模式的状态 +----------------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +----------------------------------+-----------+ | binlog_gtid_simple_recovery | ON | | enforce_gtid_consistency | ON | | gtid_executed_compression_period | 1000 | | gtid_mode | ON | | gtid_next | AUTOMATIC | | gtid_owned | | | gtid_purged | | | session_track_gtids | OFF | +----------------------------------+-----------+ 8 rows in set (0.00 sec)
配置从库。 vi /etc/my.cnf，添加以下配置，重启mysql。
[root@localhost ~]# vi /etc/my.cnf [mysqld] basedir = /usr/local/mysql datadir = /opt/data socket = /tmp/mysql.sock port = 3306 pid-file = /opt/data/mysql.pid user = mysql skip-name-resolve sql-mode = STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION server-id = 20 #从库的server-id值必须大于主库 log-bin = mysql_bin gtid-mode = on enforce-gtid-consistency = on binlog-format = row log-slave-updates = 1 skip-slave-start = 1 [root@localhost ~]# systemctl restart mysqld #重启数据库 [root@localhost ~]# mysql -uroot -p123456 #连进去 mysql> show variables like '%gtid%'; #查看gtid模式状态 +----------------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +----------------------------------+-----------+ | binlog_gtid_simple_recovery | ON | | enforce_gtid_consistency | ON | | gtid_executed_compression_period | 1000 | | gtid_mode | ON | | gtid_next | AUTOMATIC | | gtid_owned | | | gtid_purged | | | session_track_gtids | OFF | +----------------------------------+-----------+ 8 rows in set (0.01 sec) mysql> change master to #主是 -> master_host='192.168.6.133', #主库的ip -> master_user='repl', # 主的用户的名字 -> master_password='repl123', #主的用户密码 -> master_auto_position=1; Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec) mysql> start slave; #配置完成启动主从 Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> show slave status \G *************************** 1. row *************************** Slave_IO_State: Waiting for master to send event Master_Host: 192.168.6.133 Master_User: repl Master_Port: 3306 Connect_Retry: 60 Master_Log_File: mysql_bin.000001 Read_Master_Log_Pos: 154 Relay_Log_File: localhost-relay-bin.000002 Relay_Log_Pos: 367 Relay_Master_Log_File: mysql_bin.000001 Slave_IO_Running: Yes Slave_SQL_Running: Yes Replicate_Do_DB: Replicate_Ignore_DB: Replicate_Do_Table: Replicate_Ignore_Table: Replicate_Wild_Do_Table: Replicate_Wild_Ignore_Table: Last_Errno: 0 Last_Error: Skip_Counter: 0 Exec_Master_Log_Pos: 154 Relay_Log_Space: 578 Until_Condition: None Until_Log_File: Until_Log_Pos: 0 Master_SSL_Allowed: No Master_SSL_CA_File: Master_SSL_CA_Path: Master_SSL_Cert: Master_SSL_Cipher: Master_SSL_Key: Seconds_Behind_Master: 0 Master_SSL_Verify_Server_Cert: No Last_IO_Errno: 0 Last_IO_Error: Last_SQL_Errno: 0 Last_SQL_Error: Replicate_Ignore_Server_Ids: Master_Server_Id: 10 Master_UUID: 6ca206bd-fa87-11ec-a07f-000c29f2e4a8 Master_Info_File: /opt/data/master.info SQL_Delay: 0 SQL_Remaining_Delay: NULL Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waitingfor more updates Master_Retry_Count: 86400 Master_Bind: Last_IO_Error_Timestamp: Last_SQL_Error_Timestamp: Master_SSL_Crl: Master_SSL_Crlpath: Retrieved_Gtid_Set: Executed_Gtid_Set: Auto_Position: 1 Replicate_Rewrite_DB: Channel_Name: Master_TLS_Version: 1 row in set (0.00 sec)
验证
# 主库操作 mysql> show databases; # 查看数据库 +--------------------+ | Database | +--------------------+ | information_schema | | mysql | | performance_schema | | sys | +--------------------+ 4 rows in set (0.00 sec) mysql> create database school; # 创建一个school库 Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> show databases; # 查看 +--------------------+ | Database | +--------------------+ | information_schema | | mysql | | performance_schema | | school | | sys | +--------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)
#从库查看 mysql> show databases; # 从库也同步了一个school库 +--------------------+ | Database | +--------------------+ | information_schema | | mysql | | performance_schema | | school | | sys | +--------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)
# 主库操作 mysql> use school # 进入school库 mysql> create table sym(id int primary key auto_increment,name varchar(100) not null); # 创建一个sym表 Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> show tables;
+------------------+
| Tables_in_school |
+------------------+
| sym |
+------------------+
1 row in set (0.00 sec)
#从库查看 mysql> use school; Reading table information for completion of table and column names You can turn off this feature to get a quicker startup with -A Database changed mysql> show tables; # 主库创建的表能看到 +------------------+ | Tables_in_school | +------------------+ | sym | +------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
# 主库操作 mysql> insert into sym (id,name) values(1,'zhangsan'),(2,'lisi'),(3,'wangwu'),(4,'zhaoliu'); # 插入数据 Query OK, 4 rows affected (0.01 sec) Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0 mysql> select * from sym; #查看 +----+----------+ | id | name | +----+----------+ | 1 | zhangsan | | 2 | lisi | | 3 | wangwu | | 4 | zhaoliu | +----+----------+ 4 rows in set (0.00 sec)
#从库查看 mysql> select * from sym; #也能看到主库插入的内容 +----+----------+ | id | name | +----+----------+ | 1 | zhangsan | | 2 | lisi | | 3 | wangwu | | 4 | zhaoliu | +----+----------+ 4 rows in set (0.00 sec)
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