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今天，我们就来聊个深度话题，关于 MySQL 的高可用。

1 什么是高可用？

维基百科定义：

高可用性（high availability，缩写 HA），指系统无中断地执行其功能的能力，代表系统的可用性程度。高可用性通常通过提高系统的容错能力来实现。

MySQL 的高可用是如何实现的呢？

首先，我们来看张图。

过程：

1. 开始时，处理流程主要是场景一；
2. 客户端读、写访问的是主库；
3. 主库通过某种机制，将数据实时同步给备库；
4. 当主库突然发生故障（例如磁盘损坏等），无法正常响应客户端的请求。此时会自动主备切换，进入场景二；
5. 客户端读写，访问的是备库（此时备库升级为新主库）。

看似天衣无缝，那是不是可以高枕无忧了呢？兄弟，你想多了。

主备切换确实能满足高可用，但有个前提——主备库的数据要同步。

不过，数据同步是个异步操作，不可能做到实时。所以说主备延迟是一定存在的。

2 什么是主备延迟？

1. 主库完成一个事务，写入 binlog。binlog 中有一个时间字段，用于记录主库写入的时间【t1 时刻】；
2. binlog 同步给备库，备库接收并存储到中继日志 【t2 时刻】；
3. 备库 SQL 执行线程执行 binlog，数据写入到备库表中 【t3 时刻】。

主备延迟时间计算公式：

t3 - t1

有没有简单命令，直接查看。在备库执行 show slave status 命令。

seconds_behind_master，表示当前备库延迟了多少秒

心细的同学会有疑问了：t3 和 t1 分属于两台机器，如果时钟不一致怎么办？

初始化时，备库连接到主库，会执行 SELECT UNIX_TIMESTAMP() 来获得当前主库的系统时间。

如果发现主库的系统时间与备库不一致，备库在计算 seconds_behind_master 会自动减掉这个差值。

注意：binlog 数据传输的时间（t2 - t1）非常短，可以忽略。主要延迟花费在备库执行 binlog 日志。

3 主备延迟常见原因

3.1 备库机器配置差

这个不难理解，“门当户对”、“志同道合”。如果主备机器的性能差别大，直接导致备库的同步速度跟不上主库的生产节奏。就像跑步一样，落后差距会越来越大。

有下面几种解决方案。

1) 升级备库的机器配置

2) 备库干私活

备库除了服务于正常的读业务外，是否有被其他特殊业务征用，例如运营数据统计等。这类操作非常消耗系统资源，也会影响数据同步速度。

可以借助大数据平台、数据异构满足各种这些特殊的统计类查询。

3) 大事务

我们知道 binglog 是在事务提交时才生成的。

如果是处理大事务，执行时间比较长（比如 5 分钟）。虽然备库很快拿到 binlog，但是在备库回放执行也要花费差不多的时间，也要 5分钟 （备库中，只有这个事务执行完提交，备库才真正对外可见）。从而导致主备延迟很大。

比如 delete 操作，慎用 delete from 表名。建议采用分批删除，减少大事务。

4 主库不可用，主备切换有哪些策略？

4.1 可靠优先

当主库A 发生故障不可用时，开始进入主备切换：

1. 首先，判断 B 库 seconds_behind_master 是否小于设定的阈值（比如 4 秒），如果满足条件；
2. 将 A 库 改为只读状态，将 readonly 设置为 true。断掉 A 库的写入操作，保证不会有新的写流量进来；
3. 判断 B 库的  seconds_behind_master ，直到为 0；
4. 修改 B 库为读、写状态;
5. 客户端的请求打到 B库。

此时，主备切换完成。

• 优点：数据不会丢失，所以我们称为可靠性高；

• 缺点：中间有个阶段，A 库和 B 库都是只读状态。此时系统对外不能提供写服务。

4.2 可用优先

当然我们也可以不用等主备数据同步完成，在一开始时就直接将流量切到备库。

这样备库的流量就可能有两个来源：

• 主库之前的剩余流量 binlog；
• 客户端新请求进来的流量。

两部分流量冲击，会对 数据一致性 造成一些影响。

我们来做实验

首次创建用户表：

CREATE TABLE `person` ( `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(32) , PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB;

插入两条记录：

insert into person(name) values ("tom");insert into person(name) values ("jerry");

实验一

将 binlog 的格式设为 binlog_format=row。

说明：row 模式，写 binlog 时会记录所有字段的值。

库 A 、库 B 在做数据同步时，都会报主键冲突，最后只有一行数据不一致，但是会丢数据。 优点是同步过程中，出现问题能够及时发现。

实验二

将 binlog 格式设置为  statement 或者 mixed。

按照 SQL 原始语句同步 binlog。可以看到，数据条数不会少，但是主键 id 会出现混乱。

结论

本着 "攘外必先安内" ，保证内部的数据的正确性是我们的首选。所以，一般建议大家选择可靠性优先。

但是可靠性优先可能会导致一定时间内数据库不可用。这个时间值取决于主备延迟的时间大小。

所以，我们应尽可能缩短主备库的延迟时间大小，这样一旦主库发生故障，备库才会更快的同步完数据，主备切换才能完成，服务才能更快恢复。