MySQL Group Replication 自动化部署与管理：adminapi 实践
大家好！今天我们来深入探讨如何利用 MySQL Shell 的 adminapi 来实现 MySQL Group Replication 的自动化部署与管理。Group Replication 是 MySQL 提供的一种高可用性解决方案，而 adminapi 则提供了一套便捷的 API，可以极大地简化 Group Replication 集群的搭建和维护过程。
1. adminapi 简介：化繁为简的利器
adminapi 是 MySQL Shell 提供的一个 JavaScript API，专门用于管理 MySQL Server 的实例和集群。它提供了一系列函数，可以执行诸如：
- 实例配置和启动
- 集群创建和成员管理
- 故障检测和自动恢复
- 配置监控和性能分析
adminapi 的核心目标是降低 DBA 的运维负担，实现 MySQL 环境的自动化管理。它通过抽象底层复杂的 MySQL 命令和配置，提供简洁易用的接口，使得用户可以通过简单的脚本即可完成复杂的任务。
2. 环境准备：搭建实验平台
在开始实践之前，我们需要准备一个实验环境。这里，我们假设有三台机器，IP 地址分别为 192.168.1.101、192.168.1.102 和 192.168.1.103。这三台机器都需要满足以下条件：
- 安装相同版本的 MySQL Server (这里我们假设是 8.0.x)。
- 配置好网络，确保三台机器可以互相通信。
- 用户拥有足够的权限（例如 root 用户或拥有 sudo 权限的用户）来执行 MySQL 命令和修改配置文件。
- 安装 MySQL Shell。
我们推荐使用 MySQL Yum Repository 或 MySQL APT Repository 来安装 MySQL Server 和 MySQL Shell，以便于后续的更新和维护。
3. 初始化配置：保证实例顺利启动
在开始 Group Replication 的部署之前，我们需要对每个 MySQL 实例进行一些基本的配置。这些配置包括：
- 设置
server_id： 每个 MySQL 实例都必须有一个唯一的server_id。 - 启用二进制日志： Group Replication 依赖于二进制日志进行数据复制。
- 配置
gtid_mode： 开启 GTID (Global Transaction Identifier) 模式，用于全局事务标识。 - 配置
enforce_gtid_consistency： 强制 GTID 一致性。 - 设置
binlog_checksum： 启用二进制日志校验和。 - 配置
log_slave_updates： 允许从库记录更新。 - 配置
transaction_write_set_extraction： 启用事务写集提取。 - 配置
group_replication_group_name: 集群的 UUID。 - 配置
report_host: 指定实例的IP地址或者主机名，方便其他成员识别。 - 配置
group_replication_bootstrap_group: 仅在第一个成员启动时设置为ON。
下面是一个示例的 MySQL 配置文件 (my.cnf)，可以作为参考：
[mysqld]
server-id=101 # 192.168.1.101 的 server_id
log_bin=mysql-bin
gtid_mode=ON
enforce_gtid_consistency=ON
binlog_checksum=CRC32
log_slave_updates=ON
transaction_write_set_extraction=XXHASH64
group_replication_group_name="aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee" #统一的UUID
report_host=192.168.1.101
group_replication_bootstrap_group=OFF
group_replication_start_on_boot=OFF
group_replication_local_address= "192.168.1.101:33061"
group_replication_group_seeds= "192.168.1.101:33061,192.168.1.102:33061,192.168.1.103:33061"注意：
- 请根据实际情况修改
server_id和report_host。 group_replication_group_name必须在所有成员上保持一致。group_replication_start_on_boot应该设置为OFF，我们将在后面使用adminapi来启动 Group Replication。group_replication_local_address是该成员用于 Group Replication 内部通信的地址和端口。端口号建议与 MySQL 实例的端口号不同，以避免冲突。group_replication_group_seeds包含所有成员的group_replication_local_address，用于成员发现。- 在第一个成员启动时，需要临时将
group_replication_bootstrap_group设置为ON。
在所有机器上修改完 my.cnf 文件后，重启 MySQL Server。
4. 使用 adminapi 创建 Group Replication 集群
现在，我们可以使用 adminapi 来创建 Group Replication 集群了。以下是一个示例的 JavaScript 脚本 (create_gr.js)：
// 连接到第一个实例 (192.168.1.101)
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
// 获取 Admin API 对象
var admin = session.getAdmin();
// 创建集群对象
var cluster = admin.createCluster('my_gr_cluster');
// 设置第一个实例为引导实例
cluster.bootstrapInstance('[email protected]:3306', {groupReplicationOptions: {bootstrapGroup: true}});
// 添加第二个实例 (192.168.1.102)
cluster.addInstance('[email protected]:3306');
// 添加第三个实例 (192.168.1.103)
cluster.addInstance('[email protected]:3306');
// 检查集群状态
print(cluster.status());
//关闭bootstrap
cluster.setOption('groupReplicationOptions', {bootstrapGroup: false});
session.close();代码解释：
mysqlx.getSession('[email protected]:3306'): 创建一个到第一个 MySQL 实例的连接。请根据实际情况修改用户名和密码。session.getAdmin(): 获取adminapi对象。admin.createCluster('my_gr_cluster'): 创建一个名为my_gr_cluster的集群。cluster.bootstrapInstance('[email protected]:3306', {groupReplicationOptions: {bootstrapGroup: true}}): 将第一个实例设置为引导实例。bootstrapGroup: true只在初始化时设置一次，后续添加的实例不需要设置。cluster.addInstance('[email protected]:3306')和cluster.addInstance('[email protected]:3306'): 将剩余的实例添加到集群中。print(cluster.status()): 打印集群状态，用于验证集群是否创建成功。cluster.setOption('groupReplicationOptions', {bootstrapGroup: false}): 关闭bootstrap，只有第一次启动需要bootstrap。
执行脚本：
在 MySQL Shell 中执行该脚本：
mysqlsh --file=create_gr.js执行成功后，你应该能看到类似下面的集群状态信息：
{
"clusterName": "my_gr_cluster",
"defaultReplicaSet": {
"name": "default",
"primary": "192.168.1.101:3306",
"status": "OK",
"topology": {
"192.168.1.101:3306": {
"address": "192.168.1.101:3306",
"mode": "R/W",
"role": "PRIMARY",
"status": "ONLINE"
},
"192.168.1.102:3306": {
"address": "192.168.1.102:3306",
"mode": "R/O",
"role": "SECONDARY",
"status": "ONLINE"
},
"192.168.1.103:3306": {
"address": "192.168.1.103:3306",
"mode": "R/O",
"role": "SECONDARY",
"status": "ONLINE"
}
}
},
"groupInformationSourceMember": "192.168.1.101:3306"
}这表明 Group Replication 集群已经成功创建。
5. 集群管理：动态调整与维护
创建集群后，我们还需要进行一些常见的管理操作，例如添加新成员、删除成员、故障切换等。adminapi 提供了相应的函数来实现这些操作。
5.1 添加新成员
要添加新成员，可以使用 cluster.addInstance() 函数。例如，要添加一个 IP 地址为 192.168.1.104 的新成员，可以执行以下脚本：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.addInstance('[email protected]:3306');
print(cluster.status());
session.close();注意： 在添加新成员之前，需要确保该成员已经按照之前的步骤进行了配置，并且 MySQL Server 已经启动。
5.2 删除成员
要删除成员，可以使用 cluster.removeInstance() 函数。例如，要删除 IP 地址为 192.168.1.103 的成员，可以执行以下脚本：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.removeInstance('[email protected]:3306');
print(cluster.status());
session.close();注意： 在删除成员之前，建议先将其设置为只读模式，以避免数据丢失。
5.3 故障切换
当主节点发生故障时，Group Replication 会自动进行故障切换，选择一个新的主节点。adminapi 可以用于监控集群状态，并在需要时手动触发故障切换。
要手动触发故障切换，可以使用 cluster.forcePrimaryInstanceFailover() 函数。例如，要强制将主节点切换到 IP 地址为 192.168.1.102 的成员，可以执行以下脚本：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.forcePrimaryInstanceFailover('[email protected]:3306');
print(cluster.status());
session.close();注意： 手动触发故障切换可能会导致数据丢失，请谨慎使用。
6. 高级配置：优化性能与可靠性
除了基本的部署和管理操作，adminapi 还提供了一些高级配置选项，可以用于优化 Group Replication 的性能和可靠性。
6.1 设置仲裁成员
仲裁成员 (Arbiter) 是一种特殊的 Group Replication 成员，它不存储数据，只参与投票，用于提高集群的容错能力。在集群规模较小的情况下，添加仲裁成员可以避免脑裂问题。
要添加仲裁成员，可以使用 cluster.addInstance() 函数，并设置 mode 为 DISABLED。例如：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.addInstance('[email protected]:3306', {mode: 'DISABLED'});
print(cluster.status());
session.close();6.2 配置只读模式
可以将某些成员设置为只读模式，以提高读性能。要将成员设置为只读模式，可以使用 cluster.setInstanceOption() 函数。例如，要将 IP 地址为 192.168.1.102 的成员设置为只读模式，可以执行以下脚本：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.setInstanceOption('[email protected]:3306', 'mode', 'R/O');
print(cluster.status());
session.close();6.3 调整复制策略
Group Replication 提供了多种复制策略，可以根据实际需求进行调整。常见的复制策略包括：
GROUP_REPLICATION_SINGLE_PRIMARY_MODE: 单主模式，只有一个主节点可以写入数据。GROUP_REPLICATION_MULTI_PRIMARY_MODE: 多主模式，多个节点可以同时写入数据。
要调整复制策略，可以使用 cluster.setOption() 函数。例如，要将复制策略设置为多主模式，可以执行以下脚本：
var session = mysqlx.getSession('[email protected]:3306');
var admin = session.getAdmin();
var cluster = admin.getCluster('my_gr_cluster');
cluster.setOption('replicationMode', 'multi-primary');
print(cluster.status());
session.close();注意： 多主模式会增加数据冲突的风险，请谨慎使用。
7. 监控与告警：保障集群稳定运行
为了保障 Group Replication 集群的稳定运行，我们需要对其进行持续的监控和告警。adminapi 提供了一些函数，可以用于获取集群状态和成员信息，并可以结合其他工具（例如 Prometheus、Grafana）来实现更完善的监控和告警。
7.1 获取集群状态
可以使用 cluster.status() 函数获取集群的详细状态信息，包括主节点、成员状态、复制延迟等。
7.2 获取成员信息
可以使用 cluster.describe() 函数获取集群成员的详细信息，包括配置参数、运行时状态等。
7.3 监控复制延迟
可以使用 cluster.getReplicationLag() 函数获取每个成员的复制延迟。
8. 常见问题与解决方案
在使用 adminapi 部署和管理 Group Replication 集群时，可能会遇到一些常见问题。以下是一些常见问题及其解决方案：
| 问题 | 解决方案 |
|---|---|
| 集群创建失败 | 检查网络连接是否正常，确保所有成员可以互相通信。检查 MySQL Server 的配置是否正确，特别是 server_id、gtid_mode 和 group_replication_group_name。检查 MySQL Shell 的版本是否与 MySQL Server 的版本兼容。 |
| 成员加入集群失败 | 检查新成员的 MySQL Server 配置是否与现有成员一致。检查新成员的网络连接是否正常，确保它可以与现有成员通信。检查新成员的 server_id 是否与现有成员冲突。 |
| 故障切换失败 | 检查集群状态是否正常，确保有可用的备选主节点。检查备选主节点的 MySQL Server 配置是否正确。检查备选主节点的网络连接是否正常，确保它可以接管主节点的角色。 |
| 复制延迟过高 | 检查网络带宽是否足够，确保可以满足数据复制的需求。检查 MySQL Server 的配置是否合理，例如 binlog_cache_size 和 innodb_flush_log_at_trx_commit。检查是否存在慢查询，导致复制延迟。 |
| 脑裂问题 | 增加仲裁成员，提高集群的容错能力。调整 group_replication_member_expel_timeout 参数，缩短成员失效的检测时间。 |
9. 告别手动配置，拥抱自动化运维
通过本文的介绍，我们了解了如何利用 MySQL Shell 的 adminapi 来实现 MySQL Group Replication 的自动化部署与管理。adminapi 提供了一套简洁易用的 API，可以极大地简化 Group Replication 集群的搭建和维护过程，降低 DBA 的运维负担。
10. 持续学习，深入探索更多可能性
希望这篇文章能够帮助大家更好地理解和应用 MySQL Group Replication 技术。在实际应用中，还需要根据具体的业务需求和环境特点进行适当的调整和优化。鼓励大家持续学习，深入探索 MySQL 的更多可能性！