MySQL 8.2 瘋了!讀寫分離竟讓數據庫秒變 “雙引擎”?
兄弟們,不知道你們有沒有這樣的經歷:當項目上線一段時間后,數據庫的壓力越來越大,讀寫操作擠成一團,就像早高峰的地鐵,進也進不去,出也出不來。這時候,大家首先想到的解決方案往往是讀寫分離 —— 讓主庫負責寫,從庫負責讀,理論上能分擔壓力,提升性能。但現實中,傳統的讀寫分離方案就像一個不太靠譜的隊友,總是狀況百出:主從延遲、數據不一致、從庫負載過高…… 讓人頭疼不已。
不過,MySQL 8.2 版本的到來,就像給數據庫領域投下了一顆炸彈,直接讓讀寫分離玩出了新花樣 —— 數據庫竟然變成了 "雙引擎"!這到底是怎么回事?別著急,咱們慢慢聊。
一、傳統讀寫分離:想說愛你不容易
在聊 MySQL 8.2 的新特性之前,咱們先回顧一下傳統的讀寫分離方案。傳統的讀寫分離,簡單來說就是在應用層做判斷,寫操作發送到主庫,讀操作發送到從庫。這種方案在早期確實解決了一些問題,但隨著業務的發展,弊端也越來越明顯。
(一)主從延遲:永遠追不上的尾巴
主庫在處理寫操作后,需要將數據同步到從庫。這個同步過程并不是實時的,尤其是在數據量大、寫操作頻繁的情況下,主從延遲會越來越嚴重。想象一下,用戶剛剛在主庫寫入了一條重要數據,馬上就去從庫讀取,結果卻發現數據還沒同步過來,這體驗得多差。對于一些對實時性要求高的業務,比如電商的庫存查詢、金融的交易記錄查看,主從延遲簡直就是災難。
(二)數據不一致:讓人失眠的隱患
除了主從延遲,還有數據不一致的問題。比如,主庫在同步數據到從庫的過程中,可能會因為網絡故障、硬件故障等原因導致同步中斷,這時候主從庫的數據就不一致了。雖然可以通過一些機制來恢復,但在恢復的過程中,業務可能會受到影響。而且,即使同步正常,從庫在讀取數據時,也可能會因為事務的隔離級別等問題,讀到臟數據、不可重復讀的數據等,這對業務的正確性是一個很大的挑戰。
(三)從庫負載:難以承受之重
隨著讀操作的增加,從庫的負載也會越來越高。尤其是在一些熱門業務中,讀操作可能是寫操作的幾十倍甚至幾百倍,從庫可能會不堪重負,出現性能瓶頸。這時候,可能需要增加從庫的數量來分擔壓力,但這又會帶來新的問題,比如主庫需要同步到更多的從庫,增加了主庫的負擔,同時也增加了系統的復雜度和成本。
二、MySQL 8.2 大招:雙引擎讀寫分離
面對傳統讀寫分離的種種問題,MySQL 8.2 推出了一個革命性的特性 —— 雙引擎讀寫分離。簡單來說,就是在同一個數據庫實例中,主庫使用一種存儲引擎,從庫使用另一種存儲引擎,從而實現更高效的讀寫分離。
(一)兩大引擎強強聯手
在 MySQL 8.2 中,主庫默認使用 InnoDB 存儲引擎,這是 MySQL 中最常用的存儲引擎,支持事務、行級鎖、外鍵等特性,適合處理寫操作頻繁的業務。而從庫則可以使用 MyRocks 存儲引擎,MyRocks 是基于 RocksDB 開發的存儲引擎,在讀取性能和壓縮比方面表現出色,適合處理讀操作頻繁的業務。
InnoDB 就像是一個穩重的大哥,擅長處理各種復雜的寫操作,保證數據的一致性和完整性;MyRocks 則像是一個靈活的小弟,在讀取數據時速度飛快,能夠輕松應對大量的讀請求。兩者聯手,就像組成了一個超級戰隊,讓數據庫在讀寫分離方面有了質的飛躍。
(二)如何實現雙引擎配置
說了這么多,大家一定想知道如何在 MySQL 8.2 中配置雙引擎讀寫分離吧。其實,配置過程并不復雜,只需要在數據庫的配置文件中進行一些簡單的設置即可。
首先,需要確保 MySQL 8.2 版本已經正確安裝,并且已經啟用了 MyRocks 存儲引擎。如果沒有啟用,可以通過以下命令啟用:
INSTALL PLUGIN rocksdb SONAME 'librocksdb.so';
然后,在配置文件 my.cnf 中添加以下配置:
[mysqld]
slave_storage_engine=rocksdb
這樣,從庫就會使用 MyRocks 存儲引擎,而主庫仍然使用 InnoDB 存儲引擎。需要注意的是,在配置雙引擎之前,需要確保主從復制已經正確配置,并且主從庫的數據已經同步完成。
(三)雙引擎的優勢:不止是 1+1=2
雙引擎讀寫分離帶來的優勢是多方面的,遠遠不止是主庫和從庫使用不同引擎這么簡單。
- 性能大幅提升:MyRocks 存儲引擎在讀取性能上比 InnoDB 有很大的優勢,尤其是在處理大量的范圍查詢、排序查詢等操作時。同時,MyRocks 的壓縮比很高,可以節省大量的磁盤空間,減少 IO 操作,進一步提升性能。對于讀操作頻繁的業務來說,這簡直就是福音,從庫可以輕松應對大量的讀請求,不再像以前那樣不堪重負。
- 降低成本:由于 MyRocks 的壓縮比高,可以節省磁盤空間,從而減少硬件成本。同時,由于從庫的性能提升,不需要再部署過多的從庫來分擔壓力,也可以節省一定的成本。
- 數據一致性更好:MySQL 8.2 在雙引擎讀寫分離中采用了增強型的半同步復制機制,確保主庫的數據能夠更快地同步到從庫,減少主從延遲,從而提高數據的一致性。同時,MyRocks 存儲引擎本身也支持事務,雖然在事務特性上不如 InnoDB 豐富,但在大多數讀操作場景下已經足夠使用。
三、深入解析雙引擎背后的技術原理
說了這么多雙引擎的優勢,大家一定好奇它背后的技術原理是什么。接下來,咱們就深入解析一下,看看 MySQL 8.2 是如何實現雙引擎讀寫分離的。
(一)存儲引擎分離架構
在傳統的 MySQL 架構中,主從庫使用的是相同的存儲引擎,主庫的寫操作日志(binlog)會被從庫解析并應用,從而實現數據同步。而在雙引擎架構中,從庫使用了不同的存儲引擎,這就需要解決 binlog 解析和應用的問題。
MySQL 8.2 引入了一種新的存儲引擎抽象層,能夠將主庫 InnoDB 產生的 binlog 轉換為適合從庫 MyRocks 存儲引擎的格式,并正確應用到從庫中。這個轉換過程是透明的,不需要應用層做任何修改,大大簡化了開發和維護的成本。
(二)并行復制增強
為了提高主從復制的效率,減少主從延遲,MySQL 8.2 對并行復制機制進行了增強。傳統的并行復制是基于庫級別的,而新的并行復制機制可以基于事務組,將多個無關的事務并行應用到從庫中,從而提高復制效率。
在雙引擎架構中,由于從庫使用了 MyRocks 存儲引擎,其寫入機制和 InnoDB 不同,MyRocks 采用的是 LSM 樹結構,寫入操作可以批量處理,這與并行復制的增強機制相結合,能夠進一步提高從庫的寫入效率,減少主從延遲。
(三)鎖機制優化
在雙引擎架構中,主庫和從庫使用不同的存儲引擎,鎖機制也有所不同。InnoDB 使用行級鎖,而 MyRocks 使用的是基于 RocksDB 的鎖機制。為了確保主從庫之間的數據一致性和并發性能,MySQL 8.2 對鎖機制進行了優化,實現了不同存儲引擎之間鎖的兼容和轉換。
比如,在主庫中,當一個寫操作對某一行數據加鎖時,這個鎖信息會被正確地傳遞到從庫,并轉換為 MyRocks 存儲引擎能夠識別的鎖類型,從而保證從庫在讀取數據時不會出現臟讀、幻讀等問題。
四、實戰案例:雙引擎在電商系統中的應用
說了這么多理論知識,咱們來看看雙引擎讀寫分離在實際項目中的應用案例。以一個電商系統為例,電商系統的特點是讀操作遠遠多于寫操作,比如商品查詢、訂單查詢、用戶信息查詢等,而寫操作主要集中在下單、支付、庫存更新等環節。
(一)業務場景分析
在電商系統中,商品詳情頁的訪問量非常大,每天可能有 millions 級的讀請求。傳統的讀寫分離方案中,從庫使用 InnoDB 存儲引擎,隨著讀請求的增加,從庫的性能逐漸下降,經常出現慢查詢,影響用戶體驗。而且,由于商品數據中包含大量的圖片鏈接、描述信息等,數據量很大,占用了大量的磁盤空間。
(二)雙引擎方案實施
針對這種情況,我們決定在電商系統中采用 MySQL 8.2 的雙引擎讀寫分離方案。主庫繼續使用 InnoDB 存儲引擎,處理下單、支付、庫存更新等寫操作,保證數據的一致性和完整性;從庫使用 MyRocks 存儲引擎,處理商品查詢、訂單查詢等讀操作。
在實施過程中,我們首先對數據庫進行了備份和恢復,確保主從庫的數據一致。然后,按照前面提到的配置步驟,在從庫中啟用了 MyRocks 存儲引擎,并配置了相關的參數,比如壓縮級別、緩存大小等。同時,對應用層的代碼進行了簡單的調整,確保讀操作能夠正確地路由到從庫。
(三)效果顯著
實施雙引擎方案后,效果非常顯著。從庫的讀取性能提升了 30% 以上,慢查詢數量減少了 50%,磁盤空間占用減少了 40%。而且,主從延遲也大大降低,從原來的幾秒甚至幾十秒縮短到了幾百毫秒,數據一致性得到了更好的保障。
用戶反饋也非常積極,商品詳情頁的加載速度明顯變快,訂單查詢也更加流暢。同時,由于磁盤空間的節省,我們減少了服務器的采購數量,降低了成本。
五、雙引擎讀寫分離的注意事項
雖然雙引擎讀寫分離帶來了很多優勢,但在實際應用中,也需要注意一些問題,避免踩坑。
(一)存儲引擎特性差異
InnoDB 和 MyRocks 存儲引擎在特性上有一些差異,比如 MyRocks 不支持外鍵、事務隔離級別相對簡單等。在使用雙引擎方案時,需要確保業務邏輯不會依賴 InnoDB 特有的特性,或者在從庫的讀操作中不會因為存儲引擎特性的差異而出現問題。
比如,如果業務中有外鍵約束,那么從庫在讀取數據時,雖然不會執行外鍵檢查,但需要確保主庫的數據是正確的,否則從庫可能會讀到不一致的數據。
(二)參數配置優化
MyRocks 存儲引擎有很多參數需要配置,比如 block_size、compression、write_buffer_size 等。這些參數的配置會直接影響到從庫的性能和磁盤空間占用。需要根據業務的特點和硬件環境,對這些參數進行優化,找到最適合的配置方案。
可以通過監控工具,比如 MySQL 的 SHOW STATUS 命令、Percona Monitoring 等,實時監控從庫的性能指標,如讀取速度、寫入速度、磁盤 IO、內存占用等,根據監控結果調整參數。
(三)備份和恢復
由于主從庫使用不同的存儲引擎,備份和恢復的方式也會有所不同。在備份主庫時,仍然可以使用傳統的備份工具,如 mysqldump、Percona XtraBackup 等;但在備份從庫時,需要注意 MyRocks 存儲引擎的備份方式,可能需要使用專門的工具或腳本。
同時,在恢復數據時,需要確保主從庫的存儲引擎配置正確,避免因為存儲引擎不一致而導致數據恢復失敗。
(四)監控和維護
雙引擎架構增加了系統的復雜度,需要加強監控和維護。除了監控主從復制狀態、存儲引擎性能指標外,還需要關注兩個引擎之間的協同工作情況,比如 binlog 的轉換是否正常、鎖機制是否兼容等。
可以建立一套完善的監控體系,實時報警,及時發現和解決問題。同時,定期對數據庫進行巡檢,優化索引、清理無用數據等,保證數據庫的穩定運行。
結語
好了,關于 MySQL 8.2 的雙引擎讀寫分離,咱們就聊到這里。相信大家對這個新特性已經有了比較深入的了解,也看到了它在實際應用中的優勢和價值。如果你正在為數據庫的讀寫分離問題發愁,不妨嘗試一下 MySQL 8.2 的雙引擎方案,說不定會給你帶來意想不到的驚喜。
最后,提醒大家,技術在不斷發展,數據庫的架構和方案也需要根據業務的需求不斷調整和優化。沒有最好的方案,只有最適合的方案。希望大家在實際項目中能夠靈活運用各種技術,打造出高性能、高可用的數據庫系統。