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經(jīng)常有朋友問，MySQL雙主的一致性問題，今天簡單聊一聊。
MySQL為什么要使用雙主架構(gòu)?
MySQL最常見的集群架構(gòu)，是一主多從，主從同步，讀寫分離的架構(gòu)。通過這種方式，能夠擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫的讀性能，保證讀庫的高可用，但此時(shí)寫庫仍然是單點(diǎn)。
為了保證MySQL寫庫的高可用，可以在一個(gè)MySQL數(shù)據(jù)庫集群中可以設(shè)置兩個(gè)主庫，并設(shè)置雙向同步，以冗余寫庫的方式，來保證寫庫的高可用。
MySQL雙主架構(gòu)，會(huì)存在什么問題?
如果MySQL雙主架構(gòu)，同時(shí)提供服務(wù)，可能會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)的一致性問題。因?yàn)閿?shù)據(jù)的同步有一個(gè)時(shí)間差，并發(fā)的寫入可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步失敗，引起數(shù)據(jù)丟失。
舉個(gè)栗子：
如上圖所述，假設(shè)主庫使用了auto increment來作為自增主鍵：
- 兩個(gè)MySQL主庫設(shè)置雙向同步可以用來保證主庫的高可用;
- 數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)存的記錄主鍵是1，2，3;
- 主庫1插入了一條記錄，主鍵為4，并向主庫2同步數(shù)據(jù);
- 數(shù)據(jù)同步成功之前，主庫2也插入了一條記錄，由于數(shù)據(jù)還沒有同步成功，插入記錄生成的主鍵也為4，并向主庫1也同步數(shù)據(jù);
- 主庫1和主庫2都插入了主鍵為4的記錄，雙主同步失敗，數(shù)據(jù)不一致;
能否在MySQL層面，保證兩個(gè)主庫生成的主鍵一定不沖突呢?
可以的，只需要為兩個(gè)主庫的自增ID：
設(shè)置不同的初始值;
設(shè)置相同的增長步長;
如上圖所示：
- 兩個(gè)MySQL主庫設(shè)置雙向同步可以用來保證主庫的高可用;
- 庫1的自增初始值是1，庫2的自增初始值是2，增長步長都為2;
- 庫1中插入數(shù)據(jù)主鍵為1/3/5/7，庫2中插入數(shù)據(jù)主鍵為2/4/6/8，不沖突;
- 數(shù)據(jù)雙向同步后，兩個(gè)主庫會(huì)包含全部數(shù)據(jù);
如上圖所示，兩個(gè)主庫最終都將包含1/2/3/4/5/6/7/8所有數(shù)據(jù)，即使有一個(gè)主庫掛了，另一個(gè)主庫也能夠保證寫庫的高可用。
上述方案，依賴與數(shù)據(jù)庫的配置，能不能由應(yīng)用程序，來保證數(shù)據(jù)的一致性呢?
答案是肯定的，應(yīng)用程序使用統(tǒng)一的ID生成器，可以保證ID的生成不沖突。
如上圖所示，調(diào)用方插入數(shù)據(jù)時(shí)，帶入全局唯一ID，而不依賴于數(shù)據(jù)庫的auto increment，也能解決這個(gè)問題。
畫外音：如何生成全局唯一趨勢遞增的ID，不展開。
引發(fā)不一致的根本原因，是保證高可用的兩個(gè)主庫都對外提供服務(wù)，如果只有一個(gè)主庫對外提供服務(wù)，另一個(gè)主庫平時(shí)不提供服務(wù)，僅僅在主庫掛了的時(shí)候提供服務(wù)，能否消除上述數(shù)據(jù)不一致呢?
答案是悲觀的，仍然不行。
使用虛IP+keepalived的方式保證數(shù)據(jù)庫主庫的高可用，平時(shí)只有一臺主庫提供服務(wù)，也可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致。
如上圖所示：
- 兩個(gè)MySQL主庫設(shè)置雙向同步可以用來保證主庫的高可用;
- 只有主庫1對外提供寫入服務(wù);
- 兩個(gè)主庫設(shè)置相同的虛IP，在主庫1掛掉或者網(wǎng)絡(luò)異常的時(shí)候，虛IP自動(dòng)漂移，備用主庫頂上，保證主庫的高可用;
切換過程中，由于虛IP沒有變化，所以切換過程對調(diào)用方是透明的，但在極限的情況下，仍可能引發(fā)數(shù)據(jù)不一致。
如上圖所示：
- 兩個(gè)MySQL主庫設(shè)置雙向同步，可以用來保證主庫的高可用，并設(shè)置了相同的虛IP;
- 網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)前，主庫1對上游提供寫入服務(wù)，插入了一條記錄，主鍵為4，并向備用主庫2同步數(shù)據(jù);
- 突然主庫1網(wǎng)絡(luò)異常，keepalived檢測出異常后，實(shí)施虛IP漂移，備用主庫2開始提供服務(wù);
- 在主鍵4的數(shù)據(jù)同步成功之前，主庫2插入了一條記錄，也生成了主鍵為4的記錄，結(jié)果導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致;
有沒有辦法緩解上述問題呢?
虛IP漂移，雙主同步延時(shí)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致，本質(zhì)上，需要在雙主同步完數(shù)據(jù)之后，再實(shí)施虛IP偏移。
使用內(nèi)網(wǎng)DNS探測，緩解上述問題：
- 使用內(nèi)網(wǎng)域名連接數(shù)據(jù)庫，例如：db.kg.org;
- 主庫1和主庫2設(shè)置雙主同步，不使用相同虛IP，而是分別使用ip1和ip2;
- 一開始db.kg.org指向ip1;
- 用一個(gè)小腳本輪詢探測ip1主庫的連通性;
- 當(dāng)ip1主庫發(fā)生異常時(shí)，腳本delay一個(gè)x秒的延時(shí)，等待主庫2同步完數(shù)據(jù)之后，再將db.kg.org解析到ip2;
- 應(yīng)用程序以內(nèi)網(wǎng)域名進(jìn)行重連，即可自動(dòng)連接到ip2主庫，并保證了數(shù)據(jù)的一致性;
畫外音：本質(zhì)上，這是一個(gè)可用性與一致性的折衷。
總結(jié)
MySQL主庫高可用，主庫一致性，一些小技巧：
- 雙主同步是一種常見的保證寫庫高可用的方式;
- 設(shè)置相同步長，不同初始值，可以避免auto increment生成沖突主鍵;
- 不依賴數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)調(diào)用方自己生成全局唯一ID是一個(gè)好方法;
- 雙主保證寫庫高可用，只有一個(gè)寫庫提供服務(wù)，并不能完全保證一致性;
- 內(nèi)網(wǎng)DNS探測，可以實(shí)現(xiàn)在主庫1出現(xiàn)問題后，延時(shí)一個(gè)時(shí)間，再進(jìn)行主庫切換，以保證數(shù)據(jù)一致性，但犧牲了幾秒鐘的高可用;
文章題目：我C，MySQL雙主架構(gòu)，原來能這么玩
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