Mysql学习-第三章（复制延迟）

逻辑日志的优缺

MySQL 复制基于的二进制日志是一种逻辑日志，其写入的是每个事务中已变更的每条记录的前项、后项。

有了每条记录的变化内容，用户可以方便地通过分析 MySQL 的二进制日志内容，准时地将 MySQL 中的数据同步到异构的数据平台，如 HBase、ES、Hive 等大数据平台。

我们可以发现，逻辑日志简单易懂，方便数据之间的同步，但它的缺点是：事务不能太大，否则会导致二进制日志非常大，一个大事务的提交会非常慢。

假设有个 DELETE 删除操作，删除当月数据，由于数据量可能有 1 亿条记录，可能会产生 100G 的二进制日志，则这条 SQL 在提交时需要等待 100G 的二进制日志写入磁盘，如果二进制日志磁盘每秒写入速度为 100M/秒，至少要等待 1000 秒才能完成这个事务的提交。

特别对待大事务

• 1.设计时，把 DELETE 删除操作转化为 DROP TABLE/PARTITION 操作；

• 2.业务设计时，把大事务拆成小事务。

对于第一点（把 DELETE 删除操作转化为 DROP TABLE/PARTITION 操作），主要是在设计时把流水或日志类的表按时间分表或者分区，这样在删除时，二进制日志内容就是一条 DROP TABLE/PARITION 的 SQL，写入速度就非常快了。

而第二点（把大事务拆分成小事务）也能控制二进制日志的大小。比如对于前面的 DELETE 操作，如果设计时没有分表或分区，那么你可以进行如下面的小事务拆分：

DELETE FROM ...
WHEREE time between ... and ...
LIMIT 1000;

优势是可以多线程的并发操作，提升删除效率

大事务除了导致提交速度变慢，还会导致主从复制延迟

如一个大事务在主服务器上运行了30分钟，那么在从服务器上回放这个大事务也需要30分钟，主从服务器就产生了延迟；可能原因是主服务器上没有创建索引，导致一个简单的操作时间变得非常长，从机回放也会需要很长时间导致主从复制延迟。

主从复制延迟优化

在数据库5.7之前，从机回放二进制都是单线程的。所以数据库要升级到5.7以上版本

从5.7开始，Mysql支持从机多线程回放二进制日志的方式，通常叫做并行复制。（MTS）

从机并行复制的两种模式

1. COMMIT ORDER： 主机怎么并行，从机就怎么并行。
2. WRITESET： 基于每个事务，只要事务更新的记录不冲突，就可以并行。

COMMIT ORDER 模式的从机并行复制，从机完全根据主服务的并行度进行回放。理论上来说，主从延迟极小。但如果主服务器上并行度非常小，事务并不小，比如单线程每次插入 1000 条记录，则从机单线程回放，也会存在一些复制延迟的情况。

而 WRITESET 模式是基于每个事务并行，如果事务间更新的记录不冲突，就可以并行。还是以“单线程每次插入 1000 条记录”为例，如果插入的记录没有冲突，比如唯一索引冲突，那么虽然主机是单线程，但从机可以是多线程并行回放！！！

所以在 WRITESET 模式下，主从复制几乎没有延迟。那么要启用 WRITESET 复制模式，你需要做这样的配置：

binlog_transaction_dependency_tracking = WRITESET

transaction_write_set_extraction = XXHASH64

slave-parallel-type = LOGICAL_CLOCK

slave-parallel-workers = 16

因为主从复制延迟会影响到后续高可用的切换，以及读写分离的架构设计，所以在真实的业务中，你要对主从复制延迟进行监控。

主从复制延迟监控

Seconds_Behind_Master

通过命令 SHOW SLAVE STATUS，其中的 Seconds_Behind_Master 可以查看复制延迟，如：

但是，Seconds_Behind_Master 不准确！用于严格判断主从延迟的问题并不合适， 有这样三个原因。

1. 它计算规则是（当前回放二进制时间 - 二进制日志中的时间），如果 I/O 线程有延迟，那么 Second_Behind_Master 为 0，这时可能已经落后非常多了，例如存在有大事务的情况下；
2. 对于级联复制，最下游的从服务器延迟是不准确的，因为它只表示和上一级主服务器之间的延迟；
3. 若主从时区不一样，那么 second_behind_master 也不准确；

总的来说，线上业务通过 Seconds_Begind_Master 值观察主从复制延迟并不准确，需要额外引入一张表，才能真正监控主从的复制延迟情况。

心跳表

想要实时准确地监控主从复制延迟，可以在主服务器上引入一张心跳表 heartbeat，用于定期更新时间（比如每 3 秒一次）。于主从复制机制，主机上写入的时间会被复制到从机，这时对于主从复制延迟的判断可以根据如下规则：

主从延迟 = 从机当前时间 - 表 heartbeat 中的时间

这可以很好解决上述 Seconds_Behind_Master 值存在的问题。表 heartbeat 和定期更新时间可以根据类似的设计：

USE DBA;

CREATE TABLE heartbeat (

  server-uuid VARCHAR(36) PRIMARY KEY,

  ts TIMESTAMP(6) NOT NULL

);

REPLACE INTO heartbeat(@@server_uuid, NOW())

上面的设计中，我们创建了DBA库，以及库下的一张表 heartbeat，用于记录当前时间。

REPLACE 语句用于定期更新当前时间，并存入到表 heartbeat，表 heartbeat 在正常运行情况下只有一条记录。定期执行 REPLACE 语句可以使用定期的脚本调度程序，也可以使用 MySQL自带的事件调度器（event scheduler），如：

CREATE EVENT e_heartbeat
ON SCHEDULE
    EVERY 3 SECOND
DO
BEGIN
    REPLACE INTO DBA.heartbeat VALUES (@@server_uuid,NOW())
END

读写分离设计

读写分离设计是指：把对数据库的读写请求分布到不同的数据库服务器上。对于写入操作只能请求主服务器，而对读取操作则可以将读取请求分布到不同的从服务器上。

这样能有效降低主服务器的负载，提升从服务器资源利用率，从而进一步提升整体业务的性能。下面这张图显示了一种常见的业务读写分离的架构设计：

上图引入了 Load Balance 负载均衡的组件，这样 Server 对于数据库的请求不用关心后面有多少个从机，对于业务来说也就是透明的，只需访问 Load Balance 服务器的 IP 或域名就可以。

通过配置 Load Balance 服务，还能将读取请求平均或按照权重平均分布到不同的从服务器。这可以根据架构的需要做灵活的设计。

请记住：读写分离设计的前提是从机不能落后主机很多，最好是能准实时数据同步，务必一定要开始并行复制，并确保线上已经将大事务拆成小事务。

当然，若是一些报表类的查询，只要不影响最终结果，业务是能够容忍一些延迟的。但无论如何，请一定要在线上数据库环境中做好主从复制延迟的监控。

如果真的由于一些不可预知的情况发生，比如一个初级 DBA 在主机上做了一个大事务操作，导致主从延迟发生，那么怎么做好读写分离设计的兜底呢？

在 Load Balance 服务器，可以配置较小比例的读取请求访问主机，如上图所示的 1%，其余三台从服务器各自承担 33% 的读取请求。

如果发生严重的主从复制情况，可以设置下面从机权重为 0，将主机权重设置为 100%，这样就不会因为数据延迟，导致对于业务的影响了。
知识点来自学习-姜承尧老师拉钩网教导内容。