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PXC/GaleraCluster集群概述及原理分析

mariadb的galera cluster集群抄袭percona的PXC数据库集群,所以原理一样

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### Galera Cluster/ PXC 集群工作原理

client端向server端发送dml更新操作请求时,server的native本地进程处理请求,并返回OK准备接收,client发送commit更新事务给server,server将replicate writeset复制写数据集发给group(cluster集群),cluster将该数据集对应产生的唯一的GTID(global transaction ID)发送给集群每个server(节点)。当前server节点验证通过后,执行commit_cd动作更新本地数据库,并返回OK;若其他节点验证不通过,则执行rollback_cd,回滚刚提交的事务。其他server(other server)接收并验证通过后,执行apply_cd和commit_cd动作更新本地数据库;若验证不通过,则丢弃该数据集。

PXC / Galera Cluster集群概述及原理分析

  1. OPEN    节点启动成功,尝试连接到集群,如果失败则根据配置退出或创建新的集群

  2. PRIMARY 节点已处于集群中,在新节点加入时,选取donor进行数据同步时会产生的状态

  3. JOINER  节点处于等待接收/接收同步文件时的状态

  4. JOINED   节点完成数据同步,但有部分数据没跟上,在尝试保持和集群进度一致的过程状态

         例如某个节点故障后,重新加入集群,在追赶集群进度时的状态

5. SYNCED    节点正常提供服务的状态,表示已经同步完成并和集群进度保持一致。

6. DONOR     节点处于为新节点提供全量数据数据同步时的状态。此时该节点对客户端不提供服务。

##节点状态发生变化因素

  1. 新节点加入集群 

  2. 节点故障恢复,重新加入集群

  3. 节点同步失效

### PXC/Galera Cluster集群优缺点

优点:

    1.高可用性。集群多个节点功能平等,提供负载和冗余,避免单点故障

    2.强一致性。集群所有节点同步修改数据,真正同步读写,不存延迟。

    3.易扩展。增加新节点,只需扔进集群,会自动完成SST全量同步,和后续IST增量同步

缺点:

    1.任何更新事务都需要全局验证通过,才会在每个节点库执行。集群性能受限于性能最差的节点

    2.galera/pxc集群保证数据一致性,必须所有节点验证通过。多点并发写入,锁冲突严重。

        例如:多台同时有写操作,每个更新操作时,都会锁库来验证

    3.新节点或延后较大的节点重新加入时,会进行全量拷贝数据SST,作为donor(提供同步文件的节点)的节点在同步过程中无法提供读写,显示状态为donor。完成后的状态为syncd

###当galera cluster集群单个节点或所有节点停机情况分析

  1. 单个节点停机

    节点停机重启,重新加入集群,通过IST增量同步数据,来保持集群数据的一致性。IST的实现由wsrep_provider_options="gcache.size=1G"参数决定,一般设置为1G。参数大小由什么决定,根据停机时间,若停机一小时,需要确认一小时产生多大的binlog来算出参数大小。

1.1 停机时间过长,部分数据gcache没有,此时该节点SST全量同步数据。

2. 所有节点关闭,应采用轮巡滚动关闭的方式:a节点关闭修复,加回集群;b节点关闭修复,加回集群...

    原则就是保持cluster中最少一个成员存活,进行滚动重启。

2.1 集群所有节点都关闭了,没有存活的节点的情况

    每个节点数据库关闭后,都会保存最后一个GTID,启动集群时要先启动最后一个关闭的节点,启动顺序和关闭顺序相反。

3. 避免关闭和启动节点时数据丢失

    3.1 原则保持cluster集群中最少有一个成员存货,然后进行滚动重启

    3.2 利用主从的概念,把一个从节点转化为PXC/Galera集群中的节点

### 常见问题汇总

  1. 如果主节点(负责写入的节点)写入过大,apply_cd时间过长,导致数据更新操作时间过长,怎么处理?

    Wrep_slave_threads参数配置成cpu的个数或者1.5倍。

  2. 脑裂

    任何命令执行出现unknown command,表示出现脑裂,集群中任意两个节点间通信的4567端口不通,并且无法对外提供服务。SET GLOBAL wsrep_provider_options="pc.ignore_sb=true";

  3. 并发写

    如果在集群多个节点进行写/更新操作,有可能同时不同节点update同一行操作时就会出现锁死问题,出现:Error:1213 SQLSTATE:4001.解决:指定更新和写入都在都一个节点操作。

  4. DDL全局锁

    采用pt-online-schema-change

  5. 只支持innodb引擎,表结构必须要有主键,不然会造成集中每个节点的data page里的数据不一致。

    不支持表级锁,即不能lock/unlock tables,使用行级锁

  6. 新节点加入加入&故障节点恢复加入集群,此时不能有写操作,不然会导致被写入的那台库DDL死锁。所以需要暂停集群业务写操作,等数据一致后在开启写操作。


标题名称:PXC/GaleraCluster集群概述及原理分析
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