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一、双主保证高可用
MySQL 数据库集群常使用 一主多从
、主从同步
、读写分离
的方式来扩充数据库的读性能,保证读库的高可用,但此时写库仍然是单点。
在一个 MySQL 数据库集群中可以设置两个主库,并设置双向同步,以冗余写库的方式来保证写库的高可用。
二、并发引发不一致
数据冗余会引发数据的一致性问题
,因为数据的同步有一个时间差,并发的写入可能导致数据同步失败,引起数据丢失:
如上图所述,假设主库使用了 auto increment 来作为自增主键:
- 两个 MySQL-master 设置双向同步可以用来保证主库的高可用
- 数据库中现存的记录主键是1,2,3
- 主库1插入了一条记录,主键为4,并向主库2同步数据
- 数据同步成功之前,主库2也插入了一条记录,由于数据还没有同步成功,插入记录生成的主键也为4,并向主库1也同步数据
- 主库1和主库2都插入了主键为4的记录,双主同步失败,数据不一致
三、相同步长免冲突
能否保证两个主库生成的主键一定不冲突呢?
回答:
- 设置
不同的初始值
- 设置
相同的增长步长
就能够做到。
如上图所示:
- 两个 MySQL-master 设置双向同步可以用来保证主库的高可用
- 库1的自增初始值是1,库2的自增初始值是2,增长步长都为2
- 库1中插入数据主键为1/3/5/7,库2中插入数据主键为2/4/6/8,不冲突
- 数据双向同步后,两个主库会包含全部数据
如上图所示,两个主库最终都将包含1/2/3/4/5/6/7/8所有数据,即使有一个主库挂了,另一个主库也能够保证写库的高可用。
四、上游生成ID避冲突
换一个思路,为何要依赖于数据库的自增ID,来保证数据的一致性呢?
完全可以由 业务上游,使用统一的ID生成器,来保证ID的生成不冲突
如上图所示,调用方插入数据时,带入全局唯一ID,而不依赖于数据库的 auto increment,也能解决这个问题。
至于如何生成全局唯一,趋势递增的ID,可以搜索 分布式ID生成算法
相关内容查看。
五、消除双写不治本
使用 auto increment 两个主库并发写可能导致数据不一致,只使用一个主库提供服务
,另一个主库作为 shadow-master,只用来保证高可用,能否避免一致性问题呢?
如上图所示:
- 两个 MySQL-master 设置双向同步可以用来保证主库的高可用
- 只有主库1对外提供写入服务
- 两个主库设置相同的虚IP,在主库1挂掉或者网络异常的时候,虚IP自动漂移,shadow master 顶上,保证主库的高可用
这个切换由于虚IP没有变化,所以切换过程对调用方是透明的,但在极限的情况下,也可能引发数据的不一致:
如上图所示:
- 两个 MySQL-master 设置双向同步可以用来保证主库的高可用,并设置了相同的虚IP
- 网络抖动前,主库1对上游提供写入服务,插入了一条记录,主键为4,并向 shadow master 主库2同步数据
- 突然主库1网络异常,keepalived 检测出异常后,实施虚IP漂移,主库2开始提供服务
- 在主键4的数据同步成功之前,主库2插入了一条记录,也生成了主键为4的记录,结果导致数据不一致
六、内网DNS探测
虚IP漂移,双主同步延时导致的数据不一致,本质上,需要在双主同步完数据之后,再实施虚IP偏移
,使用内网DNS探测,可以实现 shadow master 延时高可用:
使用内网域名连接数据库
,例如:db.58daojia.org- 主库1和主库2设置双主同步,不使用相同虚IP,而是分别使用ip1和ip2
- 一开始db.58daojia.org指向ip1
- 用一个小
脚本轮询探测ip1主库的连通性
- 当ip1主库发生异常时,小脚本delay一个x秒的延时,等待主库2同步完数据之后,再将db.58daojia.org解析到ip2
- 程序以内网域名进行重连,即可自动连接到ip2主库,并保证了数据的一致性
七、总结
主库高可用,主库一致性,一些小技巧:
双主同步
是一种常见的保证写库高可用的方式设置相同步长,不同初始值
,可以避免 auto increment 生成冲突主键- 不依赖数据库,
业务调用方自己生成全局唯一ID
是一个好方法- shadow master 保证写库高可用,只有一个写库提供服务,并不能完全保证一致性
- 内网DNS探测,可以实现在主库1出现问题后,延时一个时间,再进行主库切换,以保证数据一致性
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