MySQL并發(fā)復(fù)制系列二：多線程復(fù)制

并發(fā)復(fù)制（Parallel Replication） 系列二： Enhanced Multi-threaded Slaves

作者：沃趣科技MySQL數(shù)據(jù)庫工程師  麻鵬飛

首先梳理下傳統(tǒng)MySQL/MariaDB主備復(fù)制基本原理：

        主從復(fù)制通過三個(gè)線程來完成，在master節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的binlog dump的線程，I/O線程和SQL線程運(yùn)行在slave 節(jié)點(diǎn)

•         master節(jié)點(diǎn)的Binlog dump線程，當(dāng)slave節(jié)點(diǎn)與master正常連接的時(shí)候，master把更新的binlog 內(nèi)容推送到slave節(jié)點(diǎn)。

•         slave節(jié)點(diǎn)的I/O 線程 ，該線程通過讀取master節(jié)點(diǎn)binlog日志名稱以及偏移量信息將其拷貝到本地relay log日志文件。

•         slave節(jié)點(diǎn)的SQL線程，該線程讀取relay log日志信息，將在master節(jié)點(diǎn)上提交的事務(wù)在本地回放，達(dá)到與主庫數(shù)據(jù)保持一致的目的。

問題1：

        Master節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫實(shí)例并發(fā)跑多個(gè)線程同時(shí)提交事務(wù)，提交的事務(wù)按照邏輯的時(shí)間（數(shù)據(jù)庫LSN號(hào)）順序地寫入binary log日志，,slave節(jié)點(diǎn)通過I/O線程寫到本地的relay log日志，但是slave節(jié)點(diǎn)只有SQL單線程來執(zhí)行relay log中的日志信息重放主庫提交得事務(wù)，造成主備數(shù)據(jù)庫存在延遲（lag）

思考1：

        那么為了減少主備數(shù)據(jù)同步延遲時(shí)間，由于備庫只有單線程補(bǔ)償數(shù)據(jù)的原因而造成延遲，那么能否使slave節(jié)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)如SQL線程一樣的功能來重放在主庫執(zhí)行的事務(wù)？答案當(dāng)然是：可以！但是我們需要解決以下問題：

        1、slave本地的relay log記錄的是master 的binary log日志信息，日志記錄的信息按照事務(wù)的時(shí)間先后順序記錄，那么為了保證主備數(shù)據(jù)一致性，slave節(jié)點(diǎn)必須按照同樣的順序執(zhí)行，如果順序不一致容易造成主備庫數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn)。

        如：

                在master節(jié)點(diǎn)提交T1和T2事務(wù)按照以下順序

            slave節(jié)點(diǎn)執(zhí)行T1和T2相反的順序：

MySQL 5.6改進(jìn)：

        MySQL 5.6版本引入并發(fā)復(fù)制（schema級(jí)別），基于schema級(jí)別的并發(fā)復(fù)制核心思想：“不同schema下的表并發(fā)提交時(shí)的數(shù)據(jù)不會(huì)相互影響，即slave節(jié)點(diǎn)可以用對(duì)relay log中不同的schema各分配一個(gè)類似SQL功能的線程，來重放relay log中主庫已經(jīng)提交的事務(wù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)與主庫一致”?？梢奙ySQL5.6版本的并發(fā)復(fù)制，一個(gè)schema分配一個(gè)類似SQL線程的功能。

實(shí)現(xiàn)1：      

         slave節(jié)點(diǎn)開啟并發(fā)復(fù)制（slave_parallel_workers＝3）如下圖，當(dāng)前的slave的SQL線程為Coordinator（協(xié)調(diào)器），執(zhí)行relay log日志的線程為worker(當(dāng)前的SQL線程不僅起到協(xié)調(diào)器的作用，同時(shí)也可以重放relay log中主庫提交的事務(wù))

問題2:

        MySQL 5.6基于schema級(jí)別的并發(fā)復(fù)制能夠解決當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的表放在不同的database庫下，但是實(shí)際生產(chǎn)中往往大多數(shù)或者全部的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表都放在同一個(gè)schema下，在這種場(chǎng)景即使slave_parallel_workers>0設(shè)置也無法并發(fā)執(zhí)行relay log中記錄的主庫提交數(shù)據(jù)。 高并發(fā)的情況下，由于slave無法并發(fā)執(zhí)行同個(gè)schema下的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，依然會(huì)造成主備延遲的情況。

思考2：

        那么如果slave同時(shí)可以用多線程的方式，同時(shí)執(zhí)行一個(gè)schema下的所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，將能大大提高slave節(jié)點(diǎn)執(zhí)行ralay log中記錄的主庫提交事務(wù)達(dá)到與主庫數(shù)據(jù)同步的目的，實(shí)現(xiàn)該功能我們需要解決什么問題？

• 1、前面提到過為了保證主庫數(shù)據(jù)一致性，master節(jié)點(diǎn)寫入的binary log日志按照數(shù)據(jù)庫邏輯時(shí)間先后的順序并且slave節(jié)點(diǎn)執(zhí)行relay log中主庫提交的事務(wù)必須按照一致的順序否則會(huì)造成主備數(shù)據(jù)不一致的情況。

• 2、既然要實(shí)現(xiàn)scehma下所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表能夠并發(fā)執(zhí)行，那么slave必須得知道并發(fā)執(zhí)行relay log中主庫提交的事務(wù)不能相互影響而且結(jié)果必須和主庫保持一致。

實(shí)現(xiàn)2:

        MySQL 5.7 引入Enhanced Muti-threaded slaves,當(dāng)slave配置slave_parallel_workers>0并且global.slave_parallel_type＝‘LOGICAL_CLOCK’,可支持一個(gè)schema下，slave_parallel_workers個(gè)的worker線程并發(fā)執(zhí)行relay log中主庫提交的事務(wù)。但是要實(shí)現(xiàn)以上功能，需要在master機(jī)器標(biāo)記binary log中的提交的事務(wù)哪些是可以并發(fā)執(zhí)行，雖然MySQL 5.6已經(jīng)引入了binary log group commit，但是沒有將可以并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)標(biāo)記出來。

我們用命令 mysqlbinlog -vvv mysqlbinlog.0000003 | grep -i last_committed    在MySQL 5.7的master機(jī)器上可以看到last_committed 和sequence_number

slave機(jī)器的relay log中 last_committed相同的事務(wù)（sequence_num不同）可以并發(fā)執(zhí)行。從上面截取的信息可以看出last_committed=26的事務(wù)一共有8個(gè)：從sequence_number=27~24。假設(shè)當(dāng)slave_parallel_workers=7時(shí)，Coordinator線程（SQL線程）分配這一組事務(wù)到worker中排隊(duì)去執(zhí)行。這里可以看出增加master庫binary log group commit組中事務(wù)的數(shù)量可以提高slave機(jī)器并發(fā)處理事務(wù)的數(shù)量，MySQL5.7引入 binlog_group_commit_sync_delay和 binlog_group_commit_sync_no_delay_count參數(shù)即提高binary log組提交并發(fā)數(shù)量。MySQL等待binlog_group_commit_sync_delay毫秒的時(shí)間直到binlog_group_commit_sync_no_delay_count個(gè)事務(wù)數(shù)時(shí)，將進(jìn)行一次組提交。

總結(jié):

       MySQL 5.7 GA版本推出的 Enhanced Multi-threaded Slaves功能，徹底解決了之前版本主備數(shù)據(jù)復(fù)制延遲的問題，開啟該功能參數(shù)如下：