MariaDB Gelera Cluster

一、Galera Cluster

1.mysql galera cluster概念

Galera Cluster是Codership公司开发的免费开源高可用mysql集群方案。原理是在InnoDB存储引擎上安装wsrep(Write Set Replication API)同步组件，另外需要使用库Galera replication library (galera-3)。

Percona/MariaDB都会提供各自的发现版本。分别是，percona-cluster和MariaDB-Cluste

2.MariaDB-Cluster优缺点

MariaDB Galera Cluster主要功能：

同步复制

真正的multi-master，即所有节点可以同时读写数据库

自动的节点成员控制，失效节点自动被清除

新节点加入数据自动复制

真正的并行复制，行级

用户可以直接连接集群，使用感受上与MySQL完全一致

优势：

因为是多主，所以不存在Slavelag(延迟)

不存在丢失事务的情况

同时具有读和写的扩展能力

更小的客户端延迟

节点间数据是同步的，而Master/Slave模式是异步的，不同slave上的binlog可能是不同的

缺点：

加入新节点时开销大，需要复制完整的数据

不能有效地解决写扩展的问题，所有的写操作都发生在所有的节点

有多少个节点，就有多少份重复的数据

由于事务提交需要跨节点通信，即涉及分布式事务操作，因此写入会比主从复制慢很多，节点越多，写入越慢，死锁和回滚也会更加频繁

对网络要求比较高，如果网络出现波动不稳定，则可能会造成两个节点失联，Galera Cluster集群会发生脑裂，服务将不可用

还有一些地方存在局限：

仅支持InnoDB/XtraDB存储引擎，任何写入其他引擎的表，包括mysql.*表都不会被复制。但是DDL语句可以复制，但是insert into mysql.user(MyISAM存储引擎)之类的插入数据不会被复制

Delete操作不支持没有主键的表，因为没有主键的表在不同的节点上的顺序不同，如果执行select … limit …将出现不同的结果集

LOCK/UNLOCK TABLES/FLUSH TABLES WITH READ LOCKS不支持单表所锁，以及锁函数GET_LOCK()、RELEASE_LOCK()，但FLUSH TABLES WITH READ LOCK支持全局表锁

General Query Log日志不能保存在表中，如果开始查询日志，则只能保存到文件中

不能有大事务写入，不能操作wsrep_max_ws_rows=131072(行)，且写入集不能超过wsrep_max_ws_size=1073741824(1GB)，否则客户端直接报错

由于集群是乐观锁并发控制，因此，在commit阶段会有事务冲突发生。如果两个事务在集群中的不同节点上对同一行写入并提交，则失败的节点将回滚，客户端返回死锁报错

XA分布式事务不支持Codership Galera Cluster，在提交时可能会回滚

整个集群的写入吞吐量取决于最弱的节点限制，集群要使用同一的配置

3. MariaDB Galera Cluster包括5.5版本，它是基于MariaDB 5.5 + Galera构成；10.0版本是基于 MariaDB + Galera组成。MariaDB从10.1开始整合 Galera到数据库包中。

4. 安装步骤（要求联网）：

通过外部yum源安装

每个节点往/etc/yum.repos.d/base.repo >>>>>>>>>>>>>这是我的repo文件，因人而异找到自己的repo文件加入：

[mariadb]

name=MariaDB

baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/mariadb/mariadb-5.5.60/yum/centos7-amd64/

gpgcheck=0

每个节点执行yum install MariaDB-Galera-server

安装成功后每个节点修改配置文件：

vim /etc/my.cnf.d/server.cnf

[galera]

# Mandatory settings

wsrep_provider= "/usr/lib64/galera/libgalera_smm.so" #插件库文件；

wsrep_cluster_address="gcomm://node_ip_address1,node_ip_address2,node_ip_address3"

wsrep_cluster_name=galera_cluster #修改集群名字，可省略，默认my_wsrep_cluster

wsrep_node_address= #节点地址，可省略；

wsrep_node_name= #节点名，可省略；

binlog_format=row #二进制日志格式；

default_storage_engine=InnoDB

innodb_autoinc_lock_mode=2 #锁格式；

#bind-address=0.0.0.0 #工作时监听的地址；

首次启动时，需要初始化集群，在其中任意节点上执行如下命令：

/etc/init.d/mysql start --wsrep-new-cluster [--wsrep_cluster_name=galera_cluster]

然后启动其它节点数据库：

/etc/init.d/mysql start

到此MariaDB 集群数据库简单搭建完毕，然后验证：

[root@slave2 10:02:11 ~]#mysql

Welcome to the MariaDB monitor. Commands end with ; or \g.

Your MariaDB connection id is 7

Server version: 5.5.60-MariaDB-wsrep MariaDB Server, wsrep_25.23.r9949137

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]> show databases;

+--------------------+

| Database |

+--------------------+

| information_schema |

| mysql |

| performance_schema |

| test |

+--------------------+

4 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> create database galeradb;

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> \u galeradb

Database changed

MariaDB [galeradb]> create table test_tb(id int auto_increment not null primary key,name char(30));

Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [galeradb]> insert test_tb (name) values ('zhang sanfeng');

Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

MariaDB [galeradb]> select * from test_tb;

+----+---------------+

| id | name |

+----+---------------+

| 3 | zhang sanfeng |

+----+---------------+

1 row in set (0.00 sec)

然后到其它节点查询看数据是否同步。同样，在其它节点插入数据再验证OK

5. 工作原理分析：

因为该集群每个节点都有各自的数据库，它们之间是通过wsrep同步数据的，在并发插入或修改数据时需要进行访问控制，原理如下：

当客户端发出一个commit的指令，在事务被提交之前，所有对数据库的更改都会被write-set收集起来，并且将write-set 记录的内容发送给其他节点。write-set 将在每个节点上使用搜索到的主键进行确认性认证测试，测试结果决定着节点是否应用write-set更改数据。如果认证测试失败，节点将丢弃 write-set ；如果认证测试成功，则事务提交，工作原理如下图：

6. 在一组已运行的集群中，新增节点，那么新节点的数据同步如何解决？

新加入的节点叫做Joiner，给Joiner提供复制的节点叫Donor。在该过程中首先会检查本地grastate.dat文件的seqno事务号是否在远端donor节点galera.cache文件里，如果存在，那么进行Incremental State Transfer(IST)增量同步复制，将剩余的事务发送过去；如果不存在那么进行State Snapshot Transfer(SST)全量同步复制。SST有三种全量拷贝方式：mysqldump、rsync和xtrabackup。SST的方法可以通过wsrep_sst_method这个参数来设置。

备注：

SST是指从donor到joiner的数据全量拷贝，它通常使用在一个新的节点加入时，为了与集群同步，新的节点不得不去一个已经在集群中的节点上拷贝数据，在PXC(Percona Xtradb Cluster)中，有三种SST的方法，mysqldump，rsync，Xtrabackup。

建议使用XtraBackup，另外对XtraBackup补充说明：

在XtraBackup 2.1.x版本里，使用innobackupex备份时，备份流程如下：

1. 备份InnoDB表数据

2. 执行全局表读锁FLUSH TABLES WITH READ LOCKS

3. 拷贝.frm和MyISAM表数据

4. 得到当前的binlog文件名和position点

5. 完成redo log事务日志的后台复制

6. 解锁UNLOCK TABLES

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