MySQL併發複製系列三：MySQL和MariaDB實現對比
併發複製（Parallel Replication） 系列三：MySQL 5.7 和MariaDB 10的parallel
replication對比
作者：沃趣科技MySQL資料庫工程師 麻鵬飛
經過上兩篇關於MySQL／MariaDB 的Binary Log Group Commit的發展歷程和enhanced multi-threaded slave的介紹，相信大家對MySQL 基於Binay Log 的replication的原理以及為了解決主備資料複製延遲問題而引入的enhanced multi-threaded slave 功能，支援從庫多執行緒併發回放主庫提交的事務有了更深入的瞭解。同時為了更好的發揮MySQL 5.7/MariaDB 10 併發複製的效能，兩個版本都在主庫Binary Log Group Commit的階段做了更加深入的優化。
無論是MySQL還是MariaDB在Binary Log Group Commit優化的目的都是：使高併發下的事務儘可能的在同一個時間點提交，然後用一次fsync()的操作將這一組的Binary log快取的資料寫入磁碟。當併發事務可以在同一個時間提交，說明每個執行緒所執行的事務之間沒有鎖衝突（如果有鎖衝突，併發的事務將無法在同一個時刻提交），那麼意味著這一組併發提交的事務在slave機器上能併發重放主庫提交的事務，所以我們只需要在master機器對二進位制日誌進行Group Commit的時候標記上組提交相關資訊，slave機器就可以安全的併發執行主庫提交的事務。
我們來看一個例子：
事務T1、T2(start transaction)開始事務，落後於事務T3、T4的(start transaction)開始時間，但是這一組事務都在C（commit）時間點提交事務，所以這一組事務（T1、T2、T3、T4）將在master機器上進行Binary Log group Commit，然後該二進位制日誌推送到slave機器上時可以併發執行這一組被標記的事務。
原理：
從上面的例子可以看出，併發執行緒執行不同的事務只要在同一時刻能夠commit（說明執行緒之間沒有鎖衝突），那麼master節點就可以將這一組的事務標記並在slave機器上安全的進行併發重放主庫提交的事務。所以儘可能的使所有執行緒能在同一時刻提交可以極大的提高slave機器併發執行事務的數量使主備資料同步。
在 Flush stage：所有已經註冊執行緒都將寫入binary log快取
在Sync stage ：binary log快取的資料將會sync到磁碟，當sync_binlog=1時所有該佇列事務的二進位制日誌快取永久寫入磁碟
在 Commit stage: leader根據順序呼叫儲存引擎提交事務。
那麼為了使更多的併發執行緒事務能夠視為在同一個時刻commit即在Sync階段（調fsync()把binary log檔案系統快取日誌永久刷入磁碟檔案）master機器標記併發提交的事務為同一組事務的資訊寫入binary log日誌中。我們可以在Flush Stage將註冊為leader的執行緒帶領更多的follower執行緒到Sync stage進行一次fsync()的操作，來增加Binary Log Group Commit的數量。
如下圖：
當前MySQL/MariaDB資料庫例項上執行三個執行緒分別提交T1、T2、T3事務，T1事務的執行緒率先提交進入第一階段Flush stage佇列，發現該佇列是空佇列故註冊成leader，與此同時T2事務進入Flush stage成為該佇列的follower等待leader調配，事務T1的leader帶領T2事務進入Sync stage進行一次fsync()操作那麼T1、T2在binary log進行一次group commit。
在二進位制日誌內標記了這一組事務。之後T3執行緒的事務隨後進入了binary log提交的過程。
圖2: 組提交過程
MariaDB 10通過@@binlog_commit_wait_count and @@binlog_commit_wait_usec 兩個引數設定，既事務commit階段的時候至少等binlog_commit_wait_usec毫秒直到有binlog_commit_wait_count個數時進行一次組提交，來提高每組事務中的事務數量，並可以通過查詢狀態變數@@binlog_commit和@@binlog_group_commit來查引數來檢視當前binary log group commit比例。
MySQL5.7通過引入 binlog_group_commit_sync_delay和 binlog_group_commit_sync_no_delay_count引數即提高binary log組提交併發數量，既MySQL等待binlog_group_commit_sync_delay毫秒的時間直到binlog_group_commit_sync_no_delay_count個數時進行一次組提交。
實現：
Binary Log Group Commit在MySQL 5.7和MariaDB 10 中是預設開啟不需要配置任何資訊，且在binary log中標記的組提交資訊依賴於GTID，而MySQL和MariaDB的GTID組成和實現方式不一樣，這裡我們簡單梳理下。
在MySQL 5.7版本由於Binary Log Group Commit是預設開啟的，所以即使你不開啟gtid_mode在配置檔案中，binary log的內容中同樣也有GTID 資訊只不過標記的資訊是"ANONYMOUS"
> show binlog events in 'mysql-bin.000004';擷取一段資訊
1. ...............
| mysql-bin.000004 | 3571 | Anonymous_Gtid | 15112 |
3636 | SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS' |
2. | mysql-bin.000004 | 3636 | Query | 15112 | 3712 | BEGIN |
3. | mysql-bin.000004 | 3712 | Rows_query | 15112 | 3763 | # INSERT INTO t1 () VALUES () |
4. | mysql-bin.000004 | 3763 | Table_map | 15112 | 3807 | table_id: 108 (db2.t1) |
5. | mysql-bin.000004 | 3807 | Write_rows | 15112 | 3847 | table_id: 108 flags: STMT_END_F |
6. | mysql-bin.000004 | 3847 | Xid
|
15112 |
3878 | COMMIT /* xid=33 */
|
.................
> mysqlbinlog -vvv mysql-bin.00004 | less
1. #151231 14:34:03 server id 15112 end_log_pos 2408 CRC32 0x5586fe71 Anonymous_GTID last_committed=6 sequence_number=8
2. SET @@SESSION.GTID_NEXT= 'ANONYMOUS'/*!*/;
3. # at 2408
4. #151231 14:34:03 server id 15112 end_log_pos 2484 CRC32 0x748efb17 Query thread_id=11 exec_time=0 error_code=0
5. SET TIMESTAMP=1451543643/*!*/;
6. BEGIN
7. ..
MariaDB的GTID同樣也是預設開啟且GTID是由Domain ID、Server ID和transaction Sequence Number組成：
圖3 MariaDB GTID組成
> show binlog events in 'mysql-bin.000003'；擷取一段資訊
1. .......
| mysql-bin.000003 | 335 | Gtid
| 15102 | 377 | BEGIN GTID 0-15102-64139
|
2. | mysql-bin.000003 | 377 | Table_map | 15102 | 434 | table_id: 18 (test.sbtest1) |
3. | mysql-bin.000003 | 434 | Write_rows_v1 | 15102 | 657 | table_id: 18 flags: STMT_END_F |
4. | mysql-bin.000003 | 657 | Xid | 15102 | 688 | COMMIT /* xid=16 */ |
5. | mysql-bin.000003 | 688 | Gtid | 15102 | 732 | BEGIN GTID 0-15102-64140 cid=20 |
6. | mysql-bin.000003 | 732 | Table_map | 15102 | 789 | table_id: 19 (test.sbtest6) |
7. | mysql-bin.000003 | 789 | Write_rows_v1 | 15102 | 1012 | table_id: 19 flags: STMT_END_F |
8. | mysql-bin.000003 | 1012 | Xid | 15102 | 1043 | COMMIT /* xid=20 */ |
9. | mysql-bin.000003 | 1043 | Gtid | 15102 | 1087 | BEGIN GTID 0-15102-64141 cid=20 |
10. | mysql-bin.000003 | 1087 | Table_map | 15102 | 1145 | table_id: 20 (test.sbtest12) |
11. | mysql-bin.000003 | 1145 | Write_rows_v1 | 15102 | 1368 | table_id: 20 flags: STMT_END_F |
12. | mysql-bin.000003 | 1368 | Xid
| 15102 | 1399 | COMMIT /* xid=21 */
|
......
> mysqlbinlog -vvv mysql-bin.00003 | less
1. .......
2. # at 1754
3. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 1798 CRC32 0x26104c0b GTID 0-15102-64143 cid=20 trans
4. /*!100001 SET @@session.gtid_seq_no=64143*//*!*/;
5. BEGIN
6. /*!*/;
7. # at 1798
8. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 1856 CRC32 0x2c994f5a Table_map: `test`.`sbtest12` mapped to number 20
9. # at 1856
10. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 2079 CRC32 0x02b5a694 Write_rows: table id 20 flags: STMT_END_F
11.
12. BINLOG '
13. .........
結論：
MySQL 5.7 / MariaDB 10的parallel replication都是基於主庫上Binary Log Group Commit。
MySQL： 主庫併發提交的事務group commit寫入binary log日誌中，當事務被標記的 last_committed=N的值相同時（通過binlog_group_commit_sync_delay、 binlog_group_commit_sync_no_delay_count引數設定提高併發事務數量），可以在slave節點併發回放主庫提交的事務。
MariaDB: 主庫併發提交的事務group commit寫入binary log日誌中，當事務被標記的 cid=N 的值相同時（通過 binlog_commit_wait_count、binlog_commit_wait_usec引數設定提高併發事務數量），可以在slave節點併發回放主庫提交的事務。
Reference:http://geek.rohitkalhans.com/2013/09/enhancedMTS-deepdive.html
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