MySQL组复制(一)

概述

MySQL Group Replication是MySQL5.7引进的高可用扩展，以插件形式提供。复制组包含多个成员，每个成员都有完整的数据副本，成员之间通过广播消息互相交互。

在多个成员互相交互的过程中会对事务进行冲突检测，优先进行提交的事务顺利完成提交，其它冲突事务则进行回退。在高并发的场景下大量事务回退导致性能降低，因此官方建议对同一记录的修改应该放在一个节点上，利用本地锁进行同步等待，避免事务冲突造成大量回滚。

下图描述了 MySQL 组复制协议： Group Replication

MGR基于现有的MySQL复制体系，利用二进制日志、基于行的日志记录和全局事务标识等功能。下图显示了MySQL Group Replication的结构图 Group Replication Plugin Block Diagram

MySQL Group Replication plugin包含一组用于捕获、应用、生命周期管理的API，它们控制插件如何与MySQL Server进行交互。下面则是一组组件，当通知路由到它们时，它们会进行相应处理。Capture负责跟踪与正在执行的事务的上下文；applier组件负责在数据库上执行远程事务；recovery组件管理分布式恢复，并负责通过选择数据源、管理catch up过程和对数据源失败作出反应获取加入组的服务器信息。

replication protocol协议模块包含复制协议的特定逻辑。它处理冲突检测，接收事务并向组传播事务

最后两层是组通信系统(GCS)API，以及基于paxos的组通信引擎(xcom)的实现。

MySQL Group Replication基于Paxos分布式算法的实现，以提供Server之间的分布式协调。因此它需要绝大部分Server(n/2+1)处于活动状态才能做到仲裁，从而做出决定。组复制具有组成员身份服务，用于定义哪些服务器联机并参与组，称之为视图，每个成员都维护着相同的视图，成员不仅就事务提交达成一致，而且必须对当前视图达成一致，成员的离开或加入都需要更新视图。

组复制模式

单主模式

在单主模式(group_replication_single_primary_mode=ON)中，只有主节点能够接收读写请求，其它成员都为只读模式。新加入组的都会了解到主节点信息，并自动设置为只读模式。

单主模式相对于多主模式，一致性检查不太严格，并且不需要格外小心处理DDL语句。因此，需要通过group_replication_enforce_update_everywhere_checks=OFF来禁用严格的一致性检查。

下列情况会触发重新选举主节点：

主节点故障脱离复制组，会自动进行新主选举
8.0.13或更高版本，使用SELECT group_replication_set_as_primary(MEMBER_ID)切换主节点
8.0.13或更高版本，使用SELECT group_replication_switch_to_single_primary_mode(MEMBER_ID)由多主模式切换到单主模式运行

New Primary Election

当重新选举主节点时，可能存在积压的更改，这些更改已经应用于旧的主节点，新主节点并未应用。在新主追上旧主前，读写事务可能导致冲突并回滚，只读事务也可能读取到过时数据。组复制的流控机制可以平衡快成员和慢成员之间的差异，减少这种情况的发生。

成员在选举时，主要考虑下列三个因素：

首先考虑MySQL版本差异
MySQL版本一致则考虑group_replication_member_weight定义的权重
最后考虑根据成员UUID排序选择第一个成员

多主模式

在多主模式(group_replication_single_primary_mode=OFF)中，所有节点都可以接收读写请求。如果成员停止接收写入事务，连接到该事务的客户端可以重定向到其它节点进行处理。组复制本身不支持客户端的Failover，需要通过中间件来实现。 Client Failover

在多主模式下，需要检查事务与模式的兼容性，因此我们需要设置group_replication_enforce_update_everywhere_checks=ON来开启一致性检查：

如果在 SERIALIZABLE 隔离级别下执行事务，则与组同步时其提交将失败
如果一个事务对一个具有级联约束的外键的表执行，那么它在与组同步时提交失败

多主模式执行DDL操作需要格外注意，同一对象的DDL语句和DML语句应该在同一节点上进行，否则当操作中断或部分完成时，可能会导致数据不一致。

MGR配置

当前我们已经安装了三个MySQL8.0.23的实例，在此基础上来进行MGR组复制的配置。

IP	PORT	ROLE
10.255.210.9	3306	primary
10.255.210.10	3306	readonly
10.255.210.10	3306	readonly

组复制限制

INNODB存储引擎
表上需要存在主键或非空唯一键
MGR最大支持9个成员
binlog_checksum在8.0.20及之前只能设置为NULL，8.0.21开始可以设置为CRC32
多主模式下可能导致死锁，比如多个节点发起select for update，由于多节点锁不共享，很容易导致死锁的情况
不支持复制过滤器

参数配置

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server_id=1
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=ON
disabled_storage_engines="MyISAM,BLACKHOLE,FEDERATED,ARCHIVE,MEMORY"
binlog_checksum=NONE
log_bin=/service/binlog/mysql-bin
log_slave_updates=ON
binlog_format=ROW
master_info_repository=TABLE
relay_log_info_repository=TABLE
transaction_write_set_extraction=XXHASH64
slave_parallel_type=LOGICAL_CLOCK
slave_parallel_workers=8
loose-group_replication_group_name="e91c4508-d45a-11e9-911e-005056ab71f1"
loose-group_replication_start_on_boot=OFF
loose-group_replication_local_address="10.255.210.9:3307"
loose-group_replication_group_seeds="10.255.210.9:3307,10.255.210.10:3307,10.255.210.15:3307"
loose-group_replication_bootstrap_group=off
loose-group_replication_single_primary_mode=true
loose-group_replication_enforce_update_everywhere_checks=false
loose-group_replication_recovery_get_public_key=on

Tips:server_id,loose-group_replication_local_address，report-host三个参数每个节点不能一样

创建用户

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mysql> SET SQL_LOG_BIN=0;
mysql> CREATE USER rpl_user@'%' IDENTIFIED BY 'password';
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO rpl_user@'%';
mysql> GRANT BACKUP_ADMIN ON *.* TO rpl_user@'%';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;
mysql> SET SQL_LOG_BIN=1;

创建复制通道

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mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_USER='rpl_user', MASTER_PASSWORD='password' FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';

安装组复制插件

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mysql> INSTALL PLUGIN group_replication SONAME 'group_replication.so';

选择一个节点作为主节点来引导复制组

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

其它节点加入组复制

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mysql> START GROUP_REPLICATION;

查看复制组

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root@(none) 02:12:  SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;
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| CHANNEL_NAME              | MEMBER_ID                            | MEMBER_HOST   | MEMBER_PORT | MEMBER_STATE | MEMBER_ROLE | MEMBER_VERSION |
+---------------------------+--------------------------------------+---------------+-------------+--------------+-------------+----------------+
| group_replication_applier | 27bb725e-5ecf-11eb-9d27-0050569cda44 | 10.255.210.10 |        3306 | ONLINE       | SECONDARY   | 8.0.23         |
| group_replication_applier | 56b75f4e-5eba-11eb-8575-0050569cdadc | 10.255.210.9  |        3306 | ONLINE       | PRIMARY     | 8.0.23         |
| group_replication_applier | d1fbe050-5ecf-11eb-a88d-0050569c8f5e | 10.255.210.15 |        3306 | ONLINE       | SECONDARY   | 8.0.23         |
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组复制状态

状态	描述
ONLINE	成员已准备好充当功能齐全的组成员，这意味着客户端可以连接并开始执行事务
RECOVERING	该成员正在成为小组的积极成员，目前正在执行恢复过程，从数据源复制相关数据
OFFLINE	组复制插件已加载，但成员不属于任何组
ERROR	成员处于错误状态，不能作为组成员正常运行，group_replication_exit_state_action参数可以定义错误后的操作
UNREACHABLE	当本地故障检测器怀疑无法访问给定服务器时，例如它是非自愿断开连接的，它会将服务器的状态显示为UNREACHABLE