mysql并行复制降低主从同步延时的思路与启示

一、缘起

mysql主从复制，读写分离是互联网用的非常多的mysql架构，主从复制最令人诟病的地方就是，在数据量较大并发量较大的场景下，主从延时会比较严重。

为什么mysql主从延时这么大？

回答：从库使用 【单线程】重放relaylog。

优化思路是什么？

回答：使用单线程重放relaylog使得同步时间会比较久，导致主从延时很长，优化思路不难想到，可以【多线程并行】重放relaylog来缩短同步时间。

mysql如何“多线程并行”来重放relaylog，是本文要分享的主要内容。

二、如何多线程并行重放relaylog

通过多个线程来并行重放relaylog是一个很好缩短同步时间的思路，但实施之前要解决这样一个问题：

如何来分割relaylog，才能够让多个work-thread并行操作数据data时，使得data保证一致性？

首先， 【随机的分配relaylog肯定是不行的】，假设relaylog中有这样三条串行的修改记录：

update account set money=100 where uid=58;
update account set money=150 where uid=58;
update account set money=200 where uid=58;

串行执行：肯定能保证与主库的执行序列一致，最后得到money=200

随机分配并行执行：3个工作线程并发执行这3个语句，谁最后执行成功是不确定的，故得到的数据可能与主库不同

好，对于这个问题，可以用什么样的思路来解决呢（大伙怎么想，mysql团队其实也就是这么想的）

【方法一：相同库上的写操作，用相同的work-thread来重放relaylog；不同库上的写操作，可以用多个work-thread并发来重放relaylog】

如何做到呢？

回答：不难，hash(db-name) % thread-num，库名hash之后再模上线程数，就能够做到。

存在的不足？

很多公司对mysql的使用是“单库多表”，如果是这样的话，仍然是同一个work-thread在串行执行，还是不能提高relaylog的重放速度。

优化方案：将“单库多表”的模式升级为“多库多表”的模式。

其实，数据量大并发量大的互联网业务场景，“多库”模式还具备着其他很多优势，例如：

（1）非常方便的实例扩展：dba很容易将不同的库扩展到不同的实例上
（2）按照业务进行库隔离：业务解耦，进行业务隔离，减少耦合与相互影响
（3）…

对于架构师进行架构设计的启示是： 使用多库的方式设计db架构，能够降低主从同步的延时。

新的想法：“单库多表”的场景，还有并行执行优化余地么？

仔细回顾和思考，即使只有一个库，数据的修改和事务的执行在主库上也是并行操作的，既然在主库上可以并行操作，在从库上为啥就不能并行操作，而要按照库来串行执行呢（表示不服）？

新的思路：将主库上同时并行执行的事务，分为一组，编一个号，这些事务在从库上的回放可以并行执行（事务在主库上的执行都进入到prepare阶段，说明事务之间没有冲突，否则就不可能提交），没错，mysql正是这么做的。

【方法二：基于GTID的并行复制】

新版的mysql，将组提交的信息存放在GTID中，使用mysqlbinlog工具，可以看到组提交内部的信息：

20160607 23:22 server_id 58 XXX GTID last_committed=0 sequence_numer=1
20160607 23:22 server_id 58 XXX GTID last_committed=0 sequence_numer=2
20160607 23:22 server_id 58 XXX GTID last_committed=0 sequence_numer=3
20160607 23:22 server_id 58 XXX GTID last_committed=0 sequence_numer=4

和原来的日志相比，多了last_committed和sequence_number。

last_committed表示事务提交时，上次事务提交的编号，如果具备相同的last_committed，说明它们在一个组内，可以并发回放执行。

三、结尾

从mysql并行复制缩短主从同步时延的思想可以看到，架构的思路是相同的：

（1）多线程是一种常见的缩短执行时间的方法
（2）多线程并发分派任务时必须保证幂等性：mysql的演进思路，提供了“按照库幂等”，“按照commit_id幂等”两种方式，思路大伙可以借鉴

另，mysql在并行复制上的逐步优化演进：

mysql5.5 -> 不支持并行复制，对大伙的启示：升级mysql吧
mysql5.6 -> 按照库并行复制，对大伙的启示：使用“多库”架构吧
mysql5.7 -> 按照GTID并行复制

我不是mysql的开发人员，也不是专业的dba，本文仅为一个思路的分享，希望大伙有收获，如果不对也欢迎随时指出。