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详解MySQL 数据库的GTID特性--生命周期、原理、表示形式

2020-02-11 23
MySQL GTID特性是5.6加入的一个强大的特性,它的目的在于使用GTID的MySQL能够在整个复制环境中能够自动地切换,而不像以前需要指定文件和位置,这也一定是未来发展的方向,我们熟知的MGR也是基于GTID的,所以了解GTID的原理也是必要的。

GTID事务的生命周期

GTID即全局事务ID(global transaction identifier),GTID实际上是由UUID+TID组成的。其中UUID是一个MySQL实例的唯一标识。TID代表了该实例上已经提交的事务数量,并且随着事务提交单调递增,所以GTID能够保证每个MySQL实例事务的执行(不会重复执行同一个事务,并且会补全没有执行的事务)。

下面通过一个图来解释它的整个生命周期,假设我们这里有一个master->slave->slave的复制环境,生成了一个GTID为89dfa8a4-cb13-11e6-b504-000c29a879a3:1的GTID事务,因为名字太长我简化为879a3:1如图:

详解MySQL 数据库的GTID特性--生命周期、原理、表示形式

GTID

可以看到在整个生命周期中整个事务的GTID号是没有改变的,不管在主库还是从库它都是89dfa8a4-cb13-11e6-b504-000c29a879a3:1,这也是为什么叫做全局的原因。


GTID原理

详解MySQL 数据库的GTID特性--生命周期、原理、表示形式

从服务器连接到主服务器之后,把自己执行过的GTID(Executed_Gtid_Set)<SQL线程> 、获取到的GTID(Retrieved_Gtid_Set)<IO线程>发给主服务器,主服务器把从服务器缺少的GTID及对应的transactions发过去补全即可。当主服务器挂掉的时候,找出同步最成功的那台从服务器,直接把它提升为主即可。如果硬要指定某一台不是最新的从服务器提升为主, 先change到同步最成功的那台从服务器, 等把GTID全部补全了,就可以把它提升为主了。


GTID的表示

MySQL 5.6使用server_uuid和transaction_id两个共同组成一个GTID。即:GTID = server_uuid:transaction_id

server_uuid是MySQL Server的只读变量,保存在数据目录下的auto.cnf中,可直接通过cat命令查看。MySQL第一次启动时候创建auto.cnf文件,并生成server_uuid(MySQL使用机器网卡,当前时间,随机数等拼接成一个128bit的uuid,可认为在全宇宙都是唯一的,在未来一百年,使用同样的算法生成的uuid是不会冲突的)。之后MySQL再启动时不会重复生成uuid,而是使用auto.cnf中的uuid。也可以通过MySQL客户端使用如下命令查看server_uuid,看到的实际上是server_uuid的十六进制编码,总共16字节(其中uuid中的横线只是为了便于查看,并没有实际意义)。

mysql> show global variables like $$$$$server_uuid$$$$$;
详解MySQL 数据库的GTID特性--生命周期、原理、表示形式

在同一个集群内,每个MySQL实例的server_uuid必须唯一,否则同步时,会造成IO线程不停的中断,重连。在通过备份恢复数据时,一定要将var目录中的auto.cnf删掉,让MySQL启动时自己生成uuid。

GTID中还有一部分是transaction_id,同一个server_uuid下的transaction_id一般是递增的。如果一个事务是通过用户线程执行,那么MySQL在生成的GTID时,会使用它自己的server_uuid,然后再递增一个transaction_id作为该事务的GTID。当然,如果事务是通过SQL线程回放relay-log时产生,那么GTID就直接使用binlog里的了。在MySQL 5.6中不用担心binlog里没有GTID,因为如果从库开启了GTID模式,主库也必须开启,否则IO线程在建立连接的时候就中断了。5.6的GTID对MySQL的集群环境要求是非常严格的,要么主从全部开启GTID模式,要么全部关闭GTID模式。

使用server_uuid:transaction_id共同组成一个GTID的好处是,由于server_uuid唯一,即使一个集群内多个节点同时有写入,也不会造成GTID冲突。