MySQL高级讲座篇之:如何利用`GTID`的`AUTO_POSITION`功能,实现无损故障切换?

各位观众老爷们,大家好!今天咱们来聊聊 MySQL 的 GTID 里的一个大杀器:AUTO_POSITION,看看它怎么帮你实现无损故障切换,让你的数据库像钢铁侠一样坚挺。

一、GTID 是个啥玩意儿?

首先,得知道 GTID (Global Transaction ID) 是什么。简单来说,它就像给每个事务贴了个全球唯一的身份证,不管你在哪个服务器上执行,这个身份证都不会变。有了它,复制就变得轻松多了,不再像以前那样靠 binlog 文件名和 position 来定位,容易出错。

二、AUTO_POSITION 又是啥?

AUTO_POSITION,顾名思义,就是自动定位。有了它,从库(Slave/Replica)可以自动找到主库(Master/Source)需要复制的位置,不需要你手动去指定 binlog 文件名和 position。这就像 GPS 导航一样,你只需要告诉它目的地,它自己会规划路线。

三、AUTO_POSITION 的优势

  • 简化配置: 不需要手动指定 binlog 文件名和 position,避免人为错误。
  • 自动容错: 当主库切换时,从库可以自动找到新的主库继续复制,实现无损故障切换。
  • 简化拓扑变更: 比如你想把一个从库提升为主库,或者新增一个从库,配置起来都非常方便。

四、AUTO_POSITION 的配置

要用 AUTO_POSITION,首先得确保你的 MySQL 版本支持 GTID。MySQL 5.6 及以上版本都支持。

  1. 开启 GTID

    在主库和从库的 my.cnf 文件中添加以下配置:

    [mysqld]
    gtid_mode = ON
    enforce_gtid_consistency = ON
    log_slave_updates = ON  # 从库也记录 binlog,为了级联复制或者提升为主库
    server-id = 1  # 主库的 server-id
    relay_log_recovery = ON #relay log 自动恢复
    • gtid_mode = ON: 开启 GTID 模式。
    • enforce_gtid_consistency = ON: 强制 GTID 一致性,确保所有事务都带有 GTID。
    • log_slave_updates = ON: 从库也记录 binlog,以便它可以作为其他从库的主库。
    • server-id: 每个 MySQL 实例的唯一标识,不能重复。
    • relay_log_recovery = ON:从库崩溃重启,自动恢复 relay log。
  2. 重启 MySQL 实例:

    修改完 my.cnf 文件后,需要重启 MySQL 实例才能生效。

    sudo systemctl restart mysql
  3. 配置从库:

    在从库上执行以下命令:

    CHANGE MASTER TO
        MASTER_HOST='master_ip',
        MASTER_PORT=3306,
        MASTER_USER='replication_user',
        MASTER_PASSWORD='replication_password',
        MASTER_AUTO_POSITION=1;
    
    START SLAVE;
    • MASTER_HOST: 主库的 IP 地址。
    • MASTER_PORT: 主库的端口号。
    • MASTER_USER: 用于复制的用户,需要在主库上创建并授权。
    • MASTER_PASSWORD: 复制用户的密码。
    • MASTER_AUTO_POSITION=1: 开启 AUTO_POSITION
    • START SLAVE: 启动复制线程。
  4. 创建复制用户:

    在主库上创建用于复制的用户,并授予相应的权限:

    CREATE USER 'replication_user'@'%' IDENTIFIED BY 'replication_password';
    GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replication_user'@'%';
    FLUSH PRIVILEGES;
    • CREATE USER: 创建用户。
    • GRANT REPLICATION SLAVE: 授予复制权限。
    • FLUSH PRIVILEGES: 刷新权限。

五、模拟故障切换

现在,咱们来模拟一下主库挂掉的情况,看看 AUTO_POSITION 是如何发挥作用的。

  1. 假设主库挂了: 假设 master_ip 的主库突然宕机。

  2. 提升从库为主库: 选择一个从库,将其提升为主库。

    • 停止复制:

      STOP SLAVE;
    • 修改配置: 修改 my.cnf 文件,将 server-id 改为一个新的唯一值,并注释掉 log_slave_updates = ON

      [mysqld]
      server-id = 2 # 新主库的 server-id
      #log_slave_updates = ON #注释掉
    • 重启 MySQL 实例:

      sudo systemctl restart mysql
  3. 配置新的从库:

    让其他的从库指向新的主库。

    CHANGE MASTER TO
        MASTER_HOST='new_master_ip', # 新主库的 IP 地址
        MASTER_PORT=3306,
        MASTER_USER='replication_user',
        MASTER_PASSWORD='replication_password',
        MASTER_AUTO_POSITION=1;
    
    START SLAVE;

    由于开启了 AUTO_POSITION,从库会自动找到新的主库需要复制的位置,不需要手动指定 binlog 文件名和 position

六、一些注意事项

  • server-id 必须唯一: 每个 MySQL 实例的 server-id 必须是唯一的,否则会导致复制错误。
  • gtid_mode 必须一致: 所有 MySQL 实例的 gtid_mode 必须一致,要么都是 ON,要么都是 OFF
  • enforce_gtid_consistency 建议开启: 开启 enforce_gtid_consistency 可以确保所有事务都带有 GTID,避免出现不一致的情况。
  • 数据一致性: 确保在故障切换前,从库已经同步了所有的数据。可以使用 SHOW SLAVE STATUS 命令查看复制状态。
  • 脑裂问题: 在高可用架构中,要考虑脑裂问题。可以使用诸如 ZooKeeperConsul 等工具来解决。
  • 监控: 对数据库进行监控,及时发现问题。

七、GTID 的其他模式

除了 AUTO_POSITIONGTID 还有其他的模式,例如:

  • OFF 关闭 GTID。
  • ON 开启 GTID,但不强制 GTID 一致性。
  • ON_PERMISSIVE 允许旧的事务没有 GTID,新的事务必须有 GTID。
  • OFF_PERMISSIVE 允许旧的事务有 GTID,新的事务不能有 GTID。

一般情况下,建议使用 gtid_mode = ONenforce_gtid_consistency = ON

八、实战案例

假设我们有一个简单的数据库拓扑:

服务器 IP 地址 角色 server-id
Master 192.168.1.10 主库 1
Slave1 192.168.1.11 从库 2
Slave2 192.168.1.12 从库 3
  1. 配置 GTID

    在所有服务器的 my.cnf 文件中添加以下配置:

    [mysqld]
    gtid_mode = ON
    enforce_gtid_consistency = ON
    log_slave_updates = ON
    server-id = (相应的 server-id)
    relay_log_recovery = ON

    重启所有服务器。

  2. 创建复制用户:

    在主库上创建复制用户:

    CREATE USER 'repl'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
    GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'%';
    FLUSH PRIVILEGES;
  3. 配置从库:

    Slave1Slave2 上执行以下命令:

    CHANGE MASTER TO
        MASTER_HOST='192.168.1.10',
        MASTER_PORT=3306,
        MASTER_USER='repl',
        MASTER_PASSWORD='password',
        MASTER_AUTO_POSITION=1;
    
    START SLAVE;
  4. 模拟故障切换:

    假设 Master 挂了,我们选择 Slave1 作为新的主库。

    • 停止 Slave1 的复制:

      STOP SLAVE;
    • 修改 Slave1 的配置:

      [mysqld]
      server-id = 4 # 新的 server-id
      #log_slave_updates = ON # 注释掉

      重启 Slave1

    • 配置 Slave2 指向新的主库:

      CHANGE MASTER TO
          MASTER_HOST='192.168.1.11',
          MASTER_PORT=3306,
          MASTER_USER='repl',
          MASTER_PASSWORD='password',
          MASTER_AUTO_POSITION=1;
      
      START SLAVE;

    Slave2 会自动找到新的主库 Slave1 并继续复制。

九、总结

GTIDAUTO_POSITION 是 MySQL 高可用架构中的重要组成部分。它们可以简化配置,提高容错性,并简化拓扑变更。但是,在使用 GTID 时,需要注意一些细节,例如 server-id 的唯一性、gtid_mode 的一致性等。

希望通过今天的讲解,大家对 GTIDAUTO_POSITION 有了更深入的了解。在实际应用中,可以根据自己的需求进行配置,打造一个坚如磐石的 MySQL 数据库。

十、Q&A 环节

(在这里可以预留一些位置,根据实际情况回答听众的问题)

今天的讲座就到这里,谢谢大家!如果有任何问题,欢迎随时提问。

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