1. 概述

我們?cè)诳紤]MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用的架構(gòu)時(shí)狱庇，主要要考慮如下幾方面：

如果數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生了宕機(jī)或者意外中斷等故障塘娶，能盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性约巷，盡可能的減少停機(jī)時(shí)間，保證業(yè)務(wù)不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)的故障而中斷司训。

用作備份构捡、只讀副本等功能的非主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)應(yīng)該和主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或者最終保持一致。

當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生數(shù)據(jù)庫(kù)切換時(shí)壳猜，切換前后的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)一致勾徽，不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)缺失或者數(shù)據(jù)不一致而影響業(yè)務(wù)。

關(guān)于對(duì)高可用的分級(jí)在這里我們不做詳細(xì)的討論统扳，這里只討論常用高可用方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及高可用方案的選型捂蕴。

2. 高可用方案

2.1. 主從或主主半同步復(fù)制

使用雙節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，搭建單向或者雙向的半同步復(fù)制闪幽。在5.7以后的版本中啥辨，由于lossless replication、logical多線程復(fù)制等一些列新特性的引入盯腌，使得MySQL原生半同步復(fù)制更加可靠溉知。

常見架構(gòu)如下：

通常會(huì)和proxy、keepalived等第三方軟件同時(shí)使用腕够，即可以用來(lái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的健康级乍，又可以執(zhí)行一系列管理命令。如果主庫(kù)發(fā)生故障帚湘，切換到備庫(kù)后仍然可以繼續(xù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)玫荣。

優(yōu)點(diǎn)：

架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用原生半同步復(fù)制作為數(shù)據(jù)同步的依據(jù)大诸；

雙節(jié)點(diǎn)捅厂，沒(méi)有主機(jī)宕機(jī)后的選主問(wèn)題，直接切換即可资柔；

雙節(jié)點(diǎn)焙贷，需求資源少，部署簡(jiǎn)單贿堰；

缺點(diǎn)：

完全依賴于半同步復(fù)制辙芍，如果半同步復(fù)制退化為異步復(fù)制，數(shù)據(jù)一致性無(wú)法得到保證；

需要額外考慮haproxy故硅、keepalived的高可用機(jī)制庶灿。

2.2. 半同步復(fù)制優(yōu)化

半同步復(fù)制機(jī)制是可靠的。如果半同步復(fù)制一直是生效的吃衅，那么便可以認(rèn)為數(shù)據(jù)是一致的往踢。但是由于網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等一些客觀原因，導(dǎo)致半同步復(fù)制發(fā)生超時(shí)而切換為異步復(fù)制捐晶，那么這時(shí)便不能保證數(shù)據(jù)的一致性菲语。所以盡可能的保證半同步復(fù)制妄辩，便可提高數(shù)據(jù)的一致性惑灵。

該方案同樣使用雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，但是在原有半同復(fù)制的基礎(chǔ)上做了功能上的優(yōu)化眼耀，使半同步復(fù)制的機(jī)制變得更加可靠英支。

可參考的優(yōu)化方案如下：

2.2.1. 雙通道復(fù)制

半同步復(fù)制由于發(fā)生超時(shí)后，復(fù)制斷開哮伟，當(dāng)再次建立起復(fù)制時(shí)干花，同時(shí)建立兩條通道，其中一條半同步復(fù)制通道從當(dāng)前位置開始復(fù)制楞黄，保證從機(jī)知道當(dāng)前主機(jī)執(zhí)行的進(jìn)度池凄。另外一條異步復(fù)制通道開始追補(bǔ)從機(jī)落后的數(shù)據(jù)。當(dāng)異步復(fù)制通道追趕到半同步復(fù)制的起始位置時(shí)鬼廓，恢復(fù)半同步復(fù)制肿仑。

2.2.2. binlog文件服務(wù)器

搭建兩條半同步復(fù)制通道，其中連接文件服務(wù)器的半同步通道正常情況下不啟用碎税，當(dāng)主從的半同步復(fù)制發(fā)生網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題退化后尤慰，啟動(dòng)與文件服務(wù)器的半同步復(fù)制通道。當(dāng)主從半同步復(fù)制恢復(fù)后雷蹂，關(guān)閉與文件服務(wù)器的半同步復(fù)制通道伟端。

優(yōu)點(diǎn)：

雙節(jié)點(diǎn)，需求資源少匪煌，部署簡(jiǎn)單责蝠；

架構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有選主的問(wèn)題萎庭，直接切換即可;

相比于原生復(fù)制玛歌，優(yōu)化后的半同步復(fù)制更能保證數(shù)據(jù)的一致性。

缺點(diǎn)：

需要修改內(nèi)核源碼或者使用mysql通信協(xié)議擎椰。需要對(duì)源碼有一定的了解支子，并能做一定程度的二次開發(fā)。

依舊依賴于半同步復(fù)制达舒，沒(méi)有從根本上解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題值朋。

2.3. 高可用架構(gòu)優(yōu)化

將雙節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展到多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)叹侄，或者多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)集群∽虻牵可以根據(jù)自己的需要選擇一主兩從趾代、一主多從或者多主多從的集群。

由于半同步復(fù)制丰辣，存在接收到一個(gè)從機(jī)的成功應(yīng)答即認(rèn)為半同步復(fù)制成功的特性撒强，所以多從半同步復(fù)制的可靠性要優(yōu)于單從半同步復(fù)制的可靠性。并且多節(jié)點(diǎn)同時(shí)宕機(jī)的幾率也要小于單節(jié)點(diǎn)宕機(jī)的幾率笙什，所以多節(jié)點(diǎn)架構(gòu)在一定程度上可以認(rèn)為高可用性是好于雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)飘哨。

但是由于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量較多，所以需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的可維護(hù)性琐凭⊙柯。可以選擇MMM、MHA或者各個(gè)版本的proxy等等统屈。常見方案如下：

2.3.1. MHA+多節(jié)點(diǎn)集群

MHA Manager會(huì)定時(shí)探測(cè)集群中的master節(jié)點(diǎn)胚吁，當(dāng)master出現(xiàn)故障時(shí)，它可以自動(dòng)將最新數(shù)據(jù)的slave提升為新的master愁憔，然后將所有其他的slave重新指向新的master腕扶，整個(gè)故障轉(zhuǎn)移過(guò)程對(duì)應(yīng)用程序完全透明。

MHA Node運(yùn)行在每臺(tái)MySQL服務(wù)器上吨掌，主要作用是切換時(shí)處理二進(jìn)制日志半抱，確保切換盡量少丟數(shù)據(jù)。

MHA也可以擴(kuò)展到如下的多節(jié)點(diǎn)集群：

優(yōu)點(diǎn)：

可以進(jìn)行故障的自動(dòng)檢測(cè)和轉(zhuǎn)移;

可擴(kuò)展性較好思犁，可以根據(jù)需要擴(kuò)展MySQL的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和結(jié)構(gòu);

相比于雙節(jié)點(diǎn)的MySQL復(fù)制代虾，三節(jié)點(diǎn)/多節(jié)點(diǎn)的MySQL發(fā)生不可用的概率更低

缺點(diǎn)：

至少需要三節(jié)點(diǎn)，相對(duì)于雙節(jié)點(diǎn)需要更多的資源;

邏輯較為復(fù)雜激蹲，發(fā)生故障后排查問(wèn)題棉磨，定位問(wèn)題更加困難;

數(shù)據(jù)一致性仍然靠原生半同步復(fù)制保證，仍然存在數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn);

可能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)分區(qū)發(fā)生腦裂現(xiàn)象;

2.3.2. zookeeper+proxy

Zookeeper使用分布式算法保證集群數(shù)據(jù)的一致性学辱，使用zookeeper可以有效的保證proxy的高可用性乘瓤，可以較好的避免網(wǎng)絡(luò)分區(qū)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

優(yōu)點(diǎn)：

較好的保證了整個(gè)系統(tǒng)的高可用性策泣，包括proxy衙傀、MySQL;

擴(kuò)展性較好，可以擴(kuò)展為大規(guī)模集群;

缺點(diǎn)：

數(shù)據(jù)一致性仍然依賴于原生的mysql半同步復(fù)制;

引入zk萨咕，整個(gè)系統(tǒng)的邏輯變得更加復(fù)雜;

2.4. 共享存儲(chǔ)

共享存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的解耦统抬，不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步不再依賴于MySQL的原生復(fù)制功能，而是通過(guò)磁盤數(shù)據(jù)同步的手段，來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性聪建。

2.4.1. SAN共享儲(chǔ)存

SAN的概念是允許存儲(chǔ)設(shè)備和處理器（服務(wù)器）之間建立直接的高速網(wǎng)絡(luò)（與LAN相比）連接钙畔，通過(guò)這種連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式存儲(chǔ)。常用架構(gòu)如下：

使用共享存儲(chǔ)時(shí)金麸，MySQL服務(wù)器能夠正常掛載文件系統(tǒng)并操作擎析，如果主庫(kù)發(fā)生宕機(jī)，備庫(kù)可以掛載相同的文件系統(tǒng)挥下，保證主庫(kù)和備庫(kù)使用相同的數(shù)據(jù)揍魂。

優(yōu)點(diǎn)：

兩節(jié)點(diǎn)即可，部署簡(jiǎn)單棚瘟，切換邏輯簡(jiǎn)單现斋；

很好的保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性；

不會(huì)因?yàn)镸ySQL的邏輯錯(cuò)誤發(fā)生數(shù)據(jù)不一致的情況解取；

缺點(diǎn)：

需要考慮共享存儲(chǔ)的高可用步责；

價(jià)格昂貴返顺；

2.4.2. DRBD磁盤復(fù)制

DRBD是一種基于軟件禀苦、基于網(wǎng)絡(luò)的塊復(fù)制存儲(chǔ)解決方案，主要用于對(duì)服務(wù)器之間的磁盤遂鹊、分區(qū)振乏、邏輯卷等進(jìn)行數(shù)據(jù)鏡像，當(dāng)用戶將數(shù)據(jù)寫入本地磁盤時(shí)秉扑，還會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中另一臺(tái)主機(jī)的磁盤上慧邮，這樣的本地主機(jī)(主節(jié)點(diǎn))與遠(yuǎn)程主機(jī)(備節(jié)點(diǎn))的數(shù)據(jù)就可以保證實(shí)時(shí)同步。常用架構(gòu)如下：

當(dāng)本地主機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題舟陆，遠(yuǎn)程主機(jī)上還保留著一份相同的數(shù)據(jù)误澳，可以繼續(xù)使用，保證了數(shù)據(jù)的安全秦躯。

DRBD是linux內(nèi)核模塊實(shí)現(xiàn)的快級(jí)別的同步復(fù)制技術(shù)忆谓，可以與SAN達(dá)到相同的共享存儲(chǔ)效果。

優(yōu)點(diǎn)：

兩節(jié)點(diǎn)即可踱承，部署簡(jiǎn)單倡缠，切換邏輯簡(jiǎn)單；

相比于SAN儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)茎活，價(jià)格低廉昙沦；

保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性；

缺點(diǎn)：

對(duì)io性能影響較大载荔；

從庫(kù)不提供讀操作盾饮；

2.5. 分布式協(xié)議

分布式協(xié)議可以很好解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。比較常見的方案如下：

2.5.1. MySQL cluster

MySQL cluster是官方集群的部署方案，通過(guò)使用NDB存儲(chǔ)引擎實(shí)時(shí)備份冗余數(shù)據(jù)丘损，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的高可用性和數(shù)據(jù)一致性芍碧。

優(yōu)點(diǎn)：

全部使用官方組件，不依賴于第三方軟件号俐；

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性泌豆；

缺點(diǎn)：

國(guó)內(nèi)使用的較少；

配置較復(fù)雜吏饿，需要使用NDB儲(chǔ)存引擎踪危，與MySQL常規(guī)引擎存在一定差異；

至少三節(jié)點(diǎn)猪落；

2.5.2. Galera

基于Galera的MySQL高可用集群贞远， 是多主數(shù)據(jù)同步的MySQL集群解決方案，使用簡(jiǎn)單笨忌，沒(méi)有單點(diǎn)故障蓝仲，可用性高。常見架構(gòu)如下：

優(yōu)點(diǎn)：

多主寫入官疲，無(wú)延遲復(fù)制袱结，能保證數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性；

有成熟的社區(qū)途凫，有互聯(lián)網(wǎng)公司在大規(guī)模的使用垢夹；

自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移，自動(dòng)添加维费、剔除節(jié)點(diǎn)果元；

缺點(diǎn)：

需要為原生MySQL節(jié)點(diǎn)打wsrep補(bǔ)丁

只支持innodb儲(chǔ)存引擎

至少三節(jié)點(diǎn)；

2.5.3. POAXS

Paxos 算法解決的問(wèn)題是一個(gè)分布式系統(tǒng)如何就某個(gè)值（決議）達(dá)成一致犀盟。這個(gè)算法被認(rèn)為是同類算法中最有效的而晒。Paxos與MySQL相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)在分布式的MySQL數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性。常見架構(gòu)如下：

優(yōu)點(diǎn)：

多主寫入阅畴，無(wú)延遲復(fù)制倡怎，能保證數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性；

有成熟理論基礎(chǔ)恶阴；

自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移诈胜，自動(dòng)添加、剔除節(jié)點(diǎn)冯事；

缺點(diǎn)：

只支持innodb儲(chǔ)存引擎

至少三節(jié)點(diǎn)焦匈；

3. 總結(jié)

隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)一致性的要求不斷的提高，越來(lái)越多的方法被嘗試用來(lái)解決分布式數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題昵仅，如MySQL自身的優(yōu)化缓熟、MySQL集群架構(gòu)的優(yōu)化累魔、Paxos、Raft够滑、2PC算法的引入等等垦写。

而使用分布式算法用來(lái)解決MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題的方法，也越來(lái)越被人們所接受彰触，一系列成熟的產(chǎn)品如PhxSQL梯投、MariaDB Galera Cluster、Percona XtraDB Cluster等越來(lái)越多的被大規(guī)模使用况毅。

隨著官方MySQL Group Replication的GA分蓖，使用分布式協(xié)議來(lái)解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題已經(jīng)成為了主流的方向。期望越來(lái)越多優(yōu)秀的解決方案被提出尔许，MySQL高可用問(wèn)題可以被更好的解決么鹤。

【轉(zhuǎn)載】Android開發(fā)中文站 ? 五大常見的MySQL高可用方案