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，但此時寫庫仍然是單點。

為了保證MySQL寫庫的高可用，可以在一個MySQL數(shù)據(jù)庫集群中可以設(shè)置兩個主庫，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)，會存在什么問題?

如果MySQL雙主架構(gòu)，同時提供服務(wù)，可能會引發(fā)數(shù)據(jù)的一致性問題。因為數(shù)據(jù)的同步有一個時間差，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，保證兩個主庫生成的主鍵一定不沖突呢?

可以的，只需要為兩個主庫的自增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，兩個主庫會包含全部數(shù)據(jù);

如上圖所示，兩個主庫最終都將包含1/2/3/4/5/6/7/8所有數(shù)據(jù)，即使有一個主庫掛了，另一個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，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主庫都對外提供服務(wù)，如果只有一個主庫對外提供服務(wù)，另一個主庫平時不提供服務(wù)，僅僅在主庫掛了的時候提供服務(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)異常的時候，虛IP自動漂移，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，腳本delay一個x秒的延時，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是一個好方法;
• 雙主保證寫庫高可用，只有一個寫庫提供服務(wù)，并不能完全保證一致性;
• 內(nèi)網(wǎng)DNS探測，可以實現(xiàn)在主庫1出現(xiàn)問題后，延時一個時間，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;

【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】

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