【MySQL】Semisynchronous Replication 概述

楊奇龍發表於2014-05-24
MySql
前言 
    MySQL 5.5版本之前預設的複製是非同步(Asynchronous )模式的, MySQL 5.5 以plugins的方式提供了Semisynchronous Replication 模式。在介紹 semi sync 之前,我們先了解：半同步 Asynchronous 和 同步 Synchronous 。

非同步複製模式
    主庫將已經提交的事務event 寫入binlog後，即返回成功給app，該模式下並不保證任何已經提交的事務會傳遞到任何slave並被成功應用。

全同步複製模式。
    當主庫提交一個事務 event，主庫會等待該事務被傳遞到所有的slave上，且所有slave applay 該事務/event 通知主庫之後，才會返回回話，事務已經成功。

   從定義中可以看出 非同步模式不能保證資料的安全性，因為它不等待主庫提交的事務在slave 上落盤，而全同步模式 由於要等待所有的slave 確認已提交事務成功被應用，如此則會帶來事務處理上的延時。semi sync 則取了一個比較折中的方式，確保已提交的事務必須存在於至少兩個機器(主庫和任一備庫)，立即返回給客戶端 事務成功。

一 Semisynchronous Replication 定義
 
 Semisynchronous Replication模式下,在主庫上提交一個事務/event，它會等待至少一個slave通知主庫，slave 已經接收到傳遞過來的events並寫入relay log，才返回給回話層 寫入成功，或者直到傳送日誌發生超時。
      
 
二 優缺點
   優點：當事務返回成功給客戶端時，則事務至少在兩臺機器上存在，增強資料安全性。相比非同步模式和全同步模式，是一種折中。
    缺點：半同步的確會對資料庫效能有一定影響，因為事務的提交必須等待slave 反饋。效能損耗取決於tcp/IP 網路傳輸時間，也即傳輸已提交事務和等待slave 反饋已經接收事務的時間。

三 MySQL 半同步的特性
    1 當slave 連線主庫時，它會告知主庫它是不是semi sync 模式。
    2 如果主庫啟用了semi sync模式，且至少一個slave 也啟用了semi sync模式，一個在主庫操作事務的程式在事務提交之後，且至少一個slave 通知主庫成功接收所有事務之前，該程式會處於blocks 等待狀態或者直到超時發生。
    3 當且僅當傳遞過來的events 傳遞到slave，被寫入relay log，重新整理到磁碟才會通知主庫完成。
    4 Semisynchronous replication 必須在主備兩端都同時啟用，否則任何一個未設定，主備之間的複製模式將轉變為非同步複製模式。
    5 當所有slave 在（rpl_semi_sync_master_timeout的預設值)時間內未返回給主庫成功接收event，主備之間就會變回原來的非同步狀態。
 其中關於第二點 MySQL 5.7 已經做了優化，由ack Collector (Col) thread 等待備庫的成功接收事務的通知,這點後續會做詳細介紹--《5.7 Semisync replication 增強》。

四 異常處理
   當備庫Crash時，主庫會在某次等待超時後，關閉Semi-sync的特性，降級為普通的非同步複製，這種情況比較簡單。
MySQL的 error.log 會提示：
    
  1. 140523 22:26:00 [Warning] Timeout waiting for reply of binlog (file: mysql-bin.000002, pos: 465893519), semi-sync up to file , position 0.
  2. 140523 22:26:00 [Note] Semi-sync replication switched OFF.
    比較難以處理的情況是:當主機/主庫Crash時，可能存在一些事務已經在主庫提交，但是還沒有來的及傳給任何備庫，也即這些事務都是沒有返回給客戶端的，所以發起事務的客戶端並不知道這個事務是否已經完成--"牆頭事務"。這時，如果客戶端不做切換，只是等Crash的主庫恢復後，繼續在主庫進行操作，客戶端會發現前面的"牆頭事務"都已經完成，可以繼續進行後續的業務處理；另一種情況，如果客戶端Failover到備庫上，客戶端會發現前面的“牆頭事務”都沒有成功，則需要重新做這些事務，然後繼續進行後續的業務處理，其實此時主備是不一致的，需要通過主備資料校驗來檢查哪一個庫是正確的，然後進行修復。
      
五 小結
   總之相比於MySQL 5.5 版本之前的非同步複製模式 semi sync 已經有了很大的進步，增強了資料的安全性，以安全換一定的效能損耗還是可以接受的。後續會介紹如何安裝和使用semi sync。

六 推薦文章
[1] Semisynchronous replication
[2] Semisync separate acks collector
[3] MySQL半同步Semi-sync原理介紹
[4] SemiSync Replication Design  

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