PXC使用与总结

 

PXC使用与总结

 

1、PXC是什么

基于Galera协议的Codership提供多主数据同步复制机制,可以实现多个节点间的数据同步复制以及读写,并且可保障数据库的服务高可用及数据一致性。

基于Galera的高可用方案主要有MariaDB Galera Cluster和Percona XtraDB Cluster(简称PXC),目前PXC用的会比较多一些。

MariaDB的集群原理跟PXC一样,MariDB-Cluster其实就是PXC,两者原理是一样的。要搭建PXC架构至少需要3个mysql实例来组成一个集群,三个实例之间不是主从模式,而是各自为主,所以三者是对等关系,不分从属。

 

2、PXC的特点

多主架构:真正的多点读写集群,在任何时候读写的数据都是最新的。

同步复制:集群不同节点之间的数据同步,没有延迟,在数据库挂掉之后,数据不会丢失。

并发复制:从节点在apply数据时,支持并行执行,有更好的性能表现,真正意义上的并行复制。

故障切换:因为支持多节点写入,所以在出现数据库故障时可以很容易的进行故障切换。

热插拔:在服务期间,如果数据库挂了,只要监控程序发现的够快,不可服务时间就会非常少,在节点故障期间,节点本身对集群的影响非常小。

自动节点克隆:在新增节点或停机维护时,增量数据或基础数据不需要人工手动备份提供,galera cluster会自动拉取在线节点数据,集群最终会变为一致。

对应用透明:集群的维护,对应用程序是透明的,几乎感觉不到。

PXC最大的优势:强一致性、无同步延迟。

 

 

3、PXC的优缺点

3.1、PXC的优点

 

1)实现mysql数据库集群架构的高可用性和数据的强一致性。

2)完成了真正的多节点读写的集群方案。

3)改善了传统意义上的主从复制延迟问题,基本上达到了实时同步。

4)新加入的节点可以自动部署,无须提供手动备份,维护起来很方便。

5)由于是多节点写入,所以数据库故障切换很容易。

6)完全兼容MySQL;

 

 

3.2、PXC的缺点

 

1)新加入的节点开销大,需要复制完整的数据。采用SST传输开销太大。

2)任何更新事务都需要全局验证通过,才会在每个节点库上执行,集群性能受限于性能最差的节点。

3)因为需要保证数据的一致性,所以在多节点并发写时,锁冲突问题比较严重。

4)因为使用乐观锁,所以建议使用小事物。

5)存在写扩大问题,所有的节点上都会发生相同操作。

6)只支持innodb存储引擎的表。

7)没有表级别的锁定,执行DDL语句操作会把整个集群锁住,而且也 kill 不了(建议使用Osc操作,即在线DDL)

8)所有的表必须含有主键,不然操作数据时会报错。

 

4、PXC的原理

4.1、名词介绍

WS:write set 写集

IST: Incremental State Transfer 增量同步

SST:State Snapshot Transfer 全量同步

 

pxc中一个事务=一个写集=一个GTID(PXC特有)

GTID由UUID(集群唯一) + seqno(集群唯一)组成

PXC使用与总结_第1张图片

4.2、工作原理

 

PXC使用的4个端口号

 

3306:数据库对外服务的端口号

4444:请求SST用的。 SST: 镜象传输方法 xtrabackup , rsync ,mysqldump

4567: 组成员之间进行沟通的一个端口号

4568: 传输IST用的。相对于SST来说的一个增量。

 

PXC使用与总结_第2张图片

原理:

首先客户端先发起一个事务,该事务先在本地执行,执行完成之后就要发起对事务的提交操作了。在提交之前需要将产生的数据写集广播出去,然后获取到一个全局的事务ID号,一并传送到另外的节点上面。通过合并数据之后,发现没有冲突数据,执行apply_cd和commit_cb动作,如果发现冲突就需要取消此次事务的操作。而当前server节点通过验证之后,执行提交操作,并返回OK,如果验证没通过,则执行回滚。当然在生产中至少要有3个节点的集群环境,如果其中一个节点没有验证通过,出现了数据冲突,那么此时采取的方式就是将出现不一致的节点踢出集群环境,而且它自己会执行shutdown命令,自动关机。

 

 

4.3、节点状态变化阶段:

 

  open:节点启动成功,尝试连接到集群。

  primary:节点已处于集群中,在新节点加入时,选取donor进行数据同步时会产生的状态。

  joiner:节点处于等待接收/接收数据同步文件时的状态。

  joined:节点完成数据同步的工作,尝试保持和集群进度一致。

  synced:节点正常提供服务的状态,表示已经同步完成并和集群进度保持一致。

  doner:节点处于为新加入的节点提供全量数据时的状态。

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