MySQL 数据高可用的实现思路

对于多数应用来说,MySQL都是作为最关键的数据存储中心的,所以,如何让MySQL提供HA服务,是我们不得不面对的一个问题。当master当机的时候,我们如何保证数据尽可能的不丢失,如何保证快速的获知master当机并进行相应的故障转移处理,都是需要我们好好思考的。这里,笔者将结合这段时间做的MySQL proxy以及toolsets相关工作,说说我们现阶段以及后续会在项目中采用的MySQL HA方案。

Replication

要保证MySQL数据不丢失,replication是一个很好的解决方案,而MySQL也提供了一套强大的replication机制。只是我们需要知道,为了性能考量,replication是采用的asynchronous模式,也就是写入的数据并不会同步更新到slave上面,如果这时候master当机,我们仍然可能会面临数据丢失的风险。

为了解决这个问题,我们可以使用semi-synchronous replication,semi-synchronous replication的原理很简单,当master处理完一个事务,它会等待至少一个支持semi-synchronous的slave确认收到了该事件并将其写入relay-log之后,才会返回。这样即使master当机,最少也有一个slave获取到了完整的数据。

但是,semi-synchronous并不是100%的保证数据不会丢失,如果master在完成事务并将其发送给slave的时候崩溃,仍然可能造成数据丢失。只是相比于传统的异步复制,semi-synchronous replication能极大地提升数据安全。更为重要的是,它并不慢,MHA的作者都说他们在facebook的生产环境中使用了semi-synchronous(这里),所以我觉得真心没必要担心它的性能问题,除非你的业务量级已经完全超越了facebook或者google。在这篇文章里面已经提到,MySQL 5.7之后已经使用了Loss-Less Semi-Synchronous replication,所以丢数据的概率已经很小了。

如果真的想完全保证数据不会丢失,现阶段一个比较好的办法就是使用gelera,一个MySQL集群解决方案,它通过同时写三份的策略来保证数据不会丢失。笔者没有任何使用gelera的经验,只是知道业界已经有公司将其用于生产环境中,性能应该也不是问题。但gelera对MySQL代码侵入性较强,可能对某些有代码洁癖的同学来说不合适了:-)

我们还可以使用drbd来实现MySQL数据复制,MySQL官方文档有一篇文档有详细介绍,但笔者并未采用这套方案,MHA的作者写了一些采用drdb的问题,,仅供参考。

在后续的项目中,笔者会优先使用semi-synchronous replication的解决方案,如果数据真的非常重要,则会考虑使用gelera。

Monitor

前面我们说了使用replication机制来保证master当机之后尽可能的数据不丢失,但是我们不能等到master当了几分钟才知道出现问题了。所以一套好的监控工具是必不可少的。

当master当掉之后,monitor能快速的检测到并做后续处理,譬如邮件通知管理员,或者通知守护程序快速进行failover。

通常,对于一个服务的监控,我们采用keepalived或者heartbeat的方式,这样当master当机之后,我们能很方便的切换到备机上面。但他们仍然不能很即时的检测到服务不可用。笔者的公司现阶段使用的是keepalived的方式,但后续笔者更倾向于使用zookeeper来解决整个MySQL集群的monitor以及failover。

对于任何一个MySQL实例,我们都有一个对应的agent程序,agent跟该MySQL实例放到同一台机器上面,并且定时的对MySQL实例发送ping命令检测其可用性,同时该agent通过ephemeral的方式挂载到zookeeper上面。这样,我们可以就能知道MySQL是否当机,主要有以下几种情况:

机器当机,这样MySQL以及agent都会当掉,agent与zookeeper连接自然断开

MySQL当掉,agent发现ping不通,主动断开与zookeeper的连接

Agent当掉,但MySQL未当

上面三种情况,我们都可以认为MySQL机器出现了问题,并且zookeeper能够立即感知。agent与zookeeper断开了连接,zookeeper触发相应的children changed事件,监控到该事件的管控服务就可以做相应的处理。譬如如果是上面前两种情况,管控服务就能自动进行failover,但如果是第三种,则可能不做处理,等待机器上面crontab或者supersivord等相关服务自动重启agent。

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