MySQL半同步复制原理与配置详解

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。

MySQL半同步复制原理与配置详解

                 

MySQL半同步复制原理与配置详解

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

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