經過上兩篇關于mysql/mariadb 的binary log group commit的發展曆程和enhanced multi-threaded slave的介紹,相信大家對mysql 基于binay log 的replication的原理以及為了解決主備資料複制延遲問題而引入的enhanced multi-threaded slave 功能,支援從庫多線程并發回放主庫送出的事務有了更深入的了解。同時為了更好的發揮mysql 5.7/mariadb 10 并發複制的性能,兩個版本都在主庫binary log group commit的階段做了更加深入的優化。
無論是mysql還是mariadb在binary log group commit優化的目的都是:使高并發下的事務盡可能的在同一個時間點送出,然後用一次fsync()的操作将這一組的binary log緩存的資料寫入磁盤。當并發事務可以在同一個時間送出,說明每個線程所執行的事務之間沒有鎖沖突(如果有鎖沖突,并發的事務将無法在同一個時刻送出),那麼意味着這一組并發送出的事務在slave機器上能并發重放主庫送出的事務,是以我們隻需要在master機器對二進制日志進行group commit的時候标記上組送出相關資訊,slave機器就可以安全的并發執行主庫送出的事務。
我們來看一個例子:
事務t1、t2(start transaction)開始事務,落後于事務t3、t4的(start transaction)開始時間,但是這一組事務都在c(commit)時間點送出事務,是以這一組事務(t1、t2、t3、t4)将在master機器上進行binary log group commit,然後該二進制日志推送到slave機器上時可以并發執行這一組被标記的事務。

原理:
從上面的例子可以看出,并發線程執行不同的事務隻要在同一時刻能夠commit(說明線程之間沒有鎖沖突),那麼master節點就可以将這一組的事務标記并在slave機器上安全的進行并發重放主庫送出的事務。是以盡可能的使所有線程能在同一時刻送出可以極大的提高slave機器并發執行事務的數量使主備資料同步。
在上一篇文章提到過:mysql/mariadb開啟binary log日志後使二進制日志寫入順序和存儲引擎送出順序保持一緻,binary log group commit分為三個過程:
圖1: binary log group commit 三個階段
在 flush stage:所有已經注冊線程都将寫入binary log緩存
在sync stage :binary log緩存的資料将會sync到磁盤,當sync_binlog=1時所有該隊列事務的二進制日志緩存永久寫入磁盤
在 commit stage: leader根據順序調用存儲引擎送出事務。
那麼為了使更多的并發線程事務能夠視為在同一個時刻commit即在sync階段(調fsync()把binary log檔案系統緩存日志永久刷入磁盤檔案)master機器标記并發送出的事務為同一組事務的資訊寫入binary log日志中。我們可以在flush stage将注冊為leader的線程帶領更多的follower線程到sync stage進行一次fsync()的操作,來增加binary log group commit的數量。
如下圖:
目前mysql/mariadb資料庫執行個體上運作三個線程分别送出t1、t2、t3事務,t1事務的線程率先送出進入第一階段flush stage隊列,發現該隊列是空隊列故注冊成leader,與此同時t2事務進入flush stage成為該隊列的follower等待leader調配,事務t1的leader帶領t2事務進入sync stage進行一次fsync()操作那麼t1、t2在binary log進行一次group commit。
在二進制日志内标記了這一組事務。之後t3線程的事務随後進入了binary log送出的過程。
圖2: 組送出過程
mariadb 10通過@@binlog_commit_wait_count and @@binlog_commit_wait_usec 兩個參數設定,既事務commit階段的時候至少等binlog_commit_wait_usec毫秒直到有binlog_commit_wait_count個數時進行一次組送出,來提高每組事務中的事務數量,并可以通過查詢狀态變量@@binlog_commit和@@binlog_group_commit來查參數來檢視目前binary log group commit比例。
mysql5.7通過引入 binlog_group_commit_sync_delay和 binlog_group_commit_sync_no_delay_count參數即提高binary log組送出并發數量,既mysql等待binlog_group_commit_sync_delay毫秒的時間直到binlog_group_commit_sync_no_delay_count個數時進行一次組送出。
實作:
binary log group commit在mysql 5.7和mariadb 10 中是預設開啟不需要配置任何資訊,且在binary log中标記的組送出資訊依賴于gtid,而mysql和mariadb的gtid組成和實作方式不一樣,這裡我們簡單梳理下。
在mysql 5.7版本由于binary log group commit是預設開啟的,是以即使你不開啟gtid_mode在配置檔案中,binary log的内容中同樣也有gtid 資訊隻不過标記的資訊是"anonymous"
> show binlog events in 'mysql-bin.000004';截取一段資訊
1. ...............
| mysql-bin.000004 | 3571 | anonymous_gtid | 15112 | 3636 | set @@session.gtid_next= 'anonymous' |
2. | mysql-bin.000004 | 3636 | query | 15112 | 3712 | begin |
3. | mysql-bin.000004 | 3712 | rows_query | 15112 | 3763 | # insert into t1 () values () |
4. | mysql-bin.000004 | 3763 | table_map | 15112 | 3807 | table_id: 108 (db2.t1) |
5. | mysql-bin.000004 | 3807 | write_rows | 15112 | 3847 | table_id: 108 flags: stmt_end_f |
6. | mysql-bin.000004 | 3847 | xid | 15112 | 3878 | commit /* xid=33 */ |
.................
> mysqlbinlog -vvv mysql-bin.00004 | less
1. #151231 14:34:03 server id 15112 end_log_pos 2408 crc32 0x5586fe71 anonymous_gtid last_committed=6 sequence_number=8
2. set @@session.gtid_next= 'anonymous'/*!*/;
3. # at 2408
4. #151231 14:34:03 server id 15112 end_log_pos 2484 crc32 0x748efb17 query thread_id=11 exec_time=0 error_code=0
5. set timestamp=1451543643/*!*/;
6. begin
7. ..
mariadb的gtid同樣也是預設開啟且gtid是由domain id、server id和transaction sequence number組成:
圖3 mariadb gtid組成
> show binlog events in 'mysql-bin.000003';截取一段資訊
1. .......
| mysql-bin.000003 | 335 | gtid | 15102 | 377 | begin gtid 0-15102-64139 |
2. | mysql-bin.000003 | 377 | table_map | 15102 | 434 | table_id: 18 (test.sbtest1) |
3. | mysql-bin.000003 | 434 | write_rows_v1 | 15102 | 657 | table_id: 18 flags: stmt_end_f |
4. | mysql-bin.000003 | 657 | xid | 15102 | 688 | commit /* xid=16 */ |
5. | mysql-bin.000003 | 688 | gtid | 15102 | 732 | begin gtid 0-15102-64140 cid=20 |
6. | mysql-bin.000003 | 732 | table_map | 15102 | 789 | table_id: 19 (test.sbtest6) |
7. | mysql-bin.000003 | 789 | write_rows_v1 | 15102 | 1012 | table_id: 19 flags: stmt_end_f |
8. | mysql-bin.000003 | 1012 | xid | 15102 | 1043 | commit /* xid=20 */ |
9. | mysql-bin.000003 | 1043 | gtid | 15102 | 1087 | begin gtid 0-15102-64141 cid=20 |
10. | mysql-bin.000003 | 1087 | table_map | 15102 | 1145 | table_id: 20 (test.sbtest12) |
11. | mysql-bin.000003 | 1145 | write_rows_v1 | 15102 | 1368 | table_id: 20 flags: stmt_end_f |
12. | mysql-bin.000003 | 1368 | xid | 15102 | 1399 | commit /* xid=21 */ |
......
> mysqlbinlog -vvv mysql-bin.00003 | less
1. .......
2. # at 1754
3. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 1798 crc32 0x26104c0b gtid 0-15102-64143 cid=20 trans
4. /*!100001 set @@session.gtid_seq_no=64143*//*!*/;
5. begin
6. /*!*/;
7. # at 1798
8. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 1856 crc32 0x2c994f5a table_map: `test`.`sbtest12` mapped to number 20
9. # at 1856
10. #160104 15:16:46 server id 15102 end_log_pos 2079 crc32 0x02b5a694 write_rows: table id 20 flags: stmt_end_f
11.
12. binlog '
13. .........
結論:
mysql 5.7 / mariadb 10的parallel replication都是基于主庫上binary log group commit。
mysql: 主庫并發送出的事務group commit寫入binary log日志中,當事務被标記的 last_committed=n的值相同時(通過binlog_group_commit_sync_delay、 binlog_group_commit_sync_no_delay_count參數設定提高并發事務數量),可以在slave節點并發回放主庫送出的事務。
mariadb: 主庫并發送出的事務group commit寫入binary log日志中,當事務被标記的 cid=n 的值相同時(通過 binlog_commit_wait_count、binlog_commit_wait_usec參數設定提高并發事務數量),可以在slave節點并發回放主庫送出的事務。
<b>本文來自雲栖社群合作夥伴“dbgeek”</b>