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谈谈MYSQL 集群那些事儿

  我们开发了一款对向K7-K12的教育类APP软件,数据库层使用的是MY SQL集群,在架构设计过程中,对常用的MYSQL相关中间件和技术做了些研究,现在就谈谈MYSQL集群那些事儿,都是产品研究过程中经历过的经验之谈,边想边写,供交流之用,行文不畅之处也不必理会,本文不对涉及的中间件和技术详细说明(诸如安装/配置/故障排查之类),这类文章百度一下多得是。

  做为一名架构师,必须对所做产品的需求有非常深透的理解,要比SA更理解产品的用户特点,要比测试人员更理解产品的业务,要比设计人员更理解产品的设计细节。如果说不理解软件需求谈大数据,是耍流氓,那么不理解产品需求谈架构,也同样是在耍流氓(话粗理不粗)。只有对软件需求有了深刻了理解,才能设计出高性能、可伸缩的软件架构。顺便说一下,架构师还要能很好地掌握前台(HTML5/CSS/JS等等)、CDN加速、云服务平台、网络等技术,方可通盘考虑,眼于全局设计。

  MYSQL集群的中间件和方案有很多,选择哪一种方案,要根据软件产品的需要来定,必竟技术是为需求服务的。

  MYDQL集群的方式:

  1、一主一从  最常见的MYSQL集群是一主一从,应用服务只操作主库,从库仅做为份备之外。

  2、一主一从,读写分离  再复杂一点的,做个读写分离,主写从读。虽说MYSQL数据复制是异步方式,但一般的业务来讲,对实时性的要求不是非常高,这种异步复制的速度也够用了。说到集群效率,虽然二台数据库服务器的读写分离设计,但是不见得效率就比一台数据库服务器高,因为从服务器同样需要与主库等量的写入数据,它的数据是从主的BinLog中获取的,同时从服务器还要提供查询服务。

  我们一开始就采用的这种一主一从的读写方式。读写分离的中间件采用的是MYSQ PROXY,开发过程一切都很正常,在第一次压力测试时,本人构建了20多亿条数据,数据库的尺寸为260多个GBMYSQL PROXY的性能令人满意。但是在34个月后的第二次压力测试,却发现在用JMETER压测某特定接口时,经常出现锁表的现象,虽然JAVA代码我很有信心,但还是仔细地复查了一遍代码,SQL语句的执行顺序完全没有问题。同样的WEB Service接口在第一次压测正常,第二次压测却频繁锁表,到底是怎么回事?无耐之下,只好步步排查,当我们去除了MYSQL PROXY时,WEB Service接口不再锁表,加上MYSQL RPOXY 又开始锁表了。于是我们开始分析MYSQL PROXYLUA代码,开始我也没当回事,不都是代码吗?LUA很难吗?找项目经理去读了三、四天LUA代码之后,他明显的头大了,跟他交流之后我又花了半天的时间去读LUA代码,发现里面的数据库事务管理逻辑复杂度,比我之前预想的要大得多,不是一时半会儿能读懂的。加之MYSQL PROXY开源项目已经停了,没人去维护和升级,我们只得重新研究MYSQL的读写分离方案。

  期间也考虑的阿里的Amoeba,但它的源码似乎已经不更新了,所以没有深入研究就放弃了。

  JDBC的com.mysql.jdbc.ReplicationDriver,也可以实现读写分离,支持DB事务的负载均衡,配置也很方便,这没测试过,但是性能上应该优于读写分离中间件。

  3、一主多从,读写分离 这种多从的方式,可以比较明显地提高SQL查询性能,需要注意的时, SQL的查询性能,随着添加的从机的数量,呈现出性能提升幅度递减的趋势,即性能的提升是非线性。这方面有人做过专门的详细研究,可百度一下。

  4双主,双读双写  放弃了MYSQL PROXY之后,本人对MYSQL集群的理解又深入了一层,我在思考:我为什么一定要用中间件?MYSQL PROXYLUA代码那么复杂,性能上一定有不少损耗(具体多少我没有测试过)!换了其它的中间件,损耗也不会少。

  MYSQL 可以配置成主-主复制模式,这种模式很神奇。

  假如能在JAVA WEB Service层做到SQL事务级别的路由,效率不是最优的吗?我们以软件100万的用户规模来计算,双读双写可以满足业务要求。

  在SPRING MVC框架中,可以配置二个JDBC数据源,采用轮查的路由机制,以数据库事务为粒度,将MYSQL的操作平均分配到二台MSYQL服务器上。

  这又读双写模式,改善了一写一读模式中从库负荷偏重的问题,使得二台MYSQL服务器的负载非常均衡。并且,对于同一个DB事务中写后即查的操作,可满足实时性非常高的业务,因为它不需要数据的复制过程。

   双读双写模式,加上Keep A Lived VIP,可实现任意MYSQL服务器宕机后,故障平滑转移。经测试,效果还是令人满意的。

  5双主多从,分布式DB  适合于大型应用,海量数据,如360Atlas,是一款MSYQL读写分离、负载均衡的中间件产品,美团在在其上又开发了一些功能。以MYSQL PROXY为基础,重新用C写的一个软件,扩展性非常不错,支持表的水平切分、垂直切分。

  在业务规模增加之后,可以考虑在双读双写模式的基础上,加入MTAtlasAtlas中间件。数据的切分是以技术为手段的艺术活儿,需要架构师对产品需求的深刻理解才能做好,推荐的方式是:建立业务模型,通过参数的修改,能预测出35年之后的各种可能的数据规模、不同业务场景下的并发量。没有一双看穿未来的眼睛,很难设计出优秀的架构,业务模型就是未来的预演。

  其它中间件:

  TDDLTaobao Distributed Data Layer)是分布式数据库访问引擎,的作用是将sql路由到正确的分库、分表中去执行,并将执行结果进行汇总、返回。上层可以像单库单表一样使用数据源,无需知道分布式数据库的细节。没用过不多说了,参考下这个《剖析淘宝TDDL

  Mycat 基于是Cobar二次开发的MYSQL中间件。没用过不多说了,参考下这个《Mycat前世今生

  MHA是日本高人写的一个MYSQL高可用的中间件(与读写分离、负载均衡无关的)。需要安装好多相关的软件,版本差一点也行,有些镜像下载网站访问不了,安装麻烦得很,当初我找了好几套安装文档,才安装好,一周能安装配置完毕算是运气了。