MySQL组复制技术实现与数据库性能测试工具

【稿件】MySQL 当前存在的三种复制模式有：异步模式、半同步模式和组复制模式。本次主要调研 MySQL 组复制技术实现，与数据库性能测试工具使用。

测试环境

本文档是在 99Cloud Lab OpenStack 平台虚机上面测试，仅供参考。

系统： CentOS 7.3

虚机： 2 核 4G

版本： MySQL 5.7

技术架构

MySQL Group Replication（简称 MGR）是官方推出的高可用解决方案，原生复制技术，基于插件的方式工作。其中 single primary mode 单主模式只有一个读写，其余都是只读。

multi primary mode多主模式全部可读写

不管组复制单主还是多主的故障切换都无法让应用无感知，需要自主实现，包含以下特性：

•     复制管理操作更为自动化。
•     通过 Paxos 协议提供数据库集群节点数据强一致性保证。
•     多主模式所有节点都可读写操作。
•     解决网络分区导致的脑裂问题，提升复制数据的可靠性。

一些不足

01、官方引言

意思就是 MGR 内部没有提供一种机制来实现主节点故障切换对应用的无感知。应用的这种故障无感知需要借助外力实现。

02、组复制的局限

所有涉及的数据都必须发生在 InnoDB 存储引擎的表内。

•     所有的表必须有明确的主键定义。
•     网络地址只支持 IPv4。
•     需要低延迟，高带宽的网络。
•     目前集群限制最多允许 9 个节点。
•     必须启用 binlog。
•     binlog 格式必须是 row 格式。
•     必须打开 gtid 模式。
•     复制相关信息必须使用表存储。
•     事务写集合（Transaction write set extraction）必须打开。
•     log slave updates 必须打开。
•     binlog 的 checksum 目前不支持。
•     由于事务写集合的干扰，无法使用 savepoint。
•     serializable 隔离级别目前不支持。
•     对同一个对象，在集群中不同的实例上，并行地执行 DDL（哪怕是相互冲突的DDL）是可行的，但会导致数据一致性等方面的错误，目前阶段不支持在多节点同时执行同一对象的 DDL。
•     外键的级联约束操作目前的实现并不完全支持，不推荐使用。

实验搭建

01、实验环境

02、安装软件

数据库主配文件定义

datadir=/var/lib/mysql  
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock 
report_host = 172.16.200.4 
max_connections = 4096 
# Disabling symbolic-links is recommended to prevent assorted security risks 
symbolic-links=0 
log-error=/var/log/mysqld.log 
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid 
server_id=1 
gtid_mode=ON 
enforce_gtid_consistency=ON 
master_info_repository=TABLE 
relay_log_info_repository=TABLE 
binlog_checksum=NONE 
log_slave_updates=ON 
log_bin=binlog 
binlog_format=ROW 
# Group Replication configuration 
transaction_write_set_extraction=XXHASH64 
loose-group_replication_group_name="09f09aca-2ee4-44f7-b4bb-7d5fe32b52a4"  
loose-group_replication_start_on_boot=off 
loose-group_replication_local_address= "172.16.200.4:33061" 
loose-group_replication_group_seeds= "172.16.200.9:33063,172.16.200.4:33061,172.16.200.6:33062" 
loose-group_replication_bootstrap_group= off 
#loose-group_replication_single_primary_mode=FALSE 
#loose-group_replication_enforce_update_everywhere_checks= TRUE 

03、复制授权

进入数据库

mysql> SET SQL_LOG_BIN=0; 
mysql> CREATE USER rpl_user@'%' IDENTIFIED BY 'rpl_pass'; 
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO rpl_user@'%'; 
mysql> FLUSH PRIVILEGES; 
mysql> SET SQL_LOG_BIN=1; 
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_USER='rpl_user', MASTER_PASSWORD='rpl_pass'      FOR CHANNEL 'group_replication_recovery'; 

04、启动组复制

安装插件

INSTALL PLUGIN group_replication SONAME 'group_replication.so';  

启动复制通道

SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=ON; 
START GROUP_REPLICATION; 
SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group=OFF; 

查看集群成员

mysql> SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members; 

创建测试同步数据

mysql> CREATE DATABASE test; 
mysql> USE test; 
mysql> CREATE TABLE t1 (c1 INT PRIMARY KEY, c2 TEXT NOT NULL); 
mysql> INSERT INTO t1 VALUES (1, 'Luis'); 

检查同步数据和 Binlog

05、加入集群

其余节点加入集群

1）先定义主配文件与主机 hosts

2）建立通道授权

SET SQL_LOG_BIN=0; 
CREATE USER rpl_user@'%' IDENTIFIED BY 'rpl_pass' ; 
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO rpl_user@'%' IDENTIFIED BY 'rpl_pass'; 
SET SQL_LOG_BIN=1; 
CHANGE MASTER TO MASTER_USER='rpl_user', MASTER_PASSWORD='rpl_pass'  
    FOR CHANNEL 'group_replication_recovery'; 

3）添加插件

mysql>INSTALLPLUGINgroup_replicationSONAME'group_replication.so'; 

4）启动复制通道

mysql>STARTGROUP_REPLICATION; 

5）查看集群成员

mysql>SELECT*FROMperformance_schema.replication_group_members; 

06、集群验证

在各个节点都能看到同步的数据，说明集群搭建成功。

查看集群中的主节点

mysql> SELECT VARIABLE_VALUE FROM performance_schema.global_status
WHERE VARIABLE_NAME= 'group_replication_primary_member'; 

性能测试

01、工具选型

对于 MySQL 压力测试，大多用 sysbench/tpcc-mysql 工具，主要针对数据库 OLTP（在线事务处理）指标。

在编辑 tpcc-mysql 环境时依赖 mysql_config，MySQL 5.7 版本以后 mysql_config 更换为了 pkg–config，明显 tpcc-mysql 跟不上节奏。

本文档性能测试工具选用sysbench 1.0.6

02、工具用法

准备测试数据

开始压测

清除测试数据

03、压测 screen view

准备测试数据

集群测试

单机测试

04、测试结果

调研结果

组复制模式配置比异步复制，半同步复制简单便捷，数据同步效率也较高，组复制以插件形式工作。不管组复制单主还是多主的故障切换都无法让应用无感知，需要自主实现。

参考文档

单库安装：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/linux-installation-yum-repo.html

集群安装：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/group-replication-deploying-in-single-primary-mode.html

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