MySQL雙主一致性架構優化
一、雙主保證高可用
MySQL數據庫集群常使用一主多從，主從同步，讀寫分離的方式來擴充數據庫的讀性能，保證讀庫的高可用，但此時寫庫仍然是單點。
在一個MySQL數據庫集群中可以設置兩個主庫，并設置雙向同步，以冗余寫庫的方式來保證寫庫的高可用。
二、并發引發不一致
數據冗余會引發數據的一致性問題，因為數據的同步有一個時間差，并發的寫入可能導致數據同步失敗，引起數據丟失：
如上圖所述，假設主庫使用了auto increment來作為自增主鍵：
- 兩個MySQL-master設置雙向同步可以用來保證主庫的高可用
- 數據庫中現存的記錄主鍵是1，2，3
- 主庫1插入了一條記錄，主鍵為4，并向主庫2同步數據
- 數據同步成功之前，主庫2也插入了一條記錄，由于數據還沒有同步成功，插入記錄生成的主鍵也為4，并向主庫1也同步數據
- 主庫1和主庫2都插入了主鍵為4的記錄，雙主同步失敗，數據不一致
三、相同步長免沖突
能否保證兩個主庫生成的主鍵一定不沖突呢?
回答：
- 設置不同的初始值
- 設置相同的增長步長
就能夠做到。
如上圖所示：
- 兩個MySQL-master設置雙向同步可以用來保證主庫的高可用
- 庫1的自增初始值是1，庫2的自增初始值是2，增長步長都為2
- 庫1中插入數據主鍵為1/3/5/7，庫2中插入數據主鍵為2/4/6/8，不沖突
- 數據雙向同步后，兩個主庫會包含全部數據
如上圖所示，兩個主庫最終都將包含1/2/3/4/5/6/7/8所有數據，即使有一個主庫掛了，另一個主庫也能夠保證寫庫的高可用。
四、上游生成ID避沖突
換一個思路，為何要依賴于數據庫的自增ID，來保證數據的一致性呢?
完全可以由業務上游，使用統一的ID生成器，來保證ID的生成不沖突：
如上圖所示，調用方插入數據時，帶入全局***ID，而不依賴于數據庫的auto increment，也能解決這個問題。
至于如何生成全局***，趨勢遞增的ID，參見文章《分布式ID生成算法》。
五、消除雙寫不治本
使用auto increment兩個主庫并發寫可能導致數據不一致，只使用一個主庫提供服務，另一個主庫作為shadow-master，只用來保證高可用，能否避免一致性問題呢?
如上圖所示：
- 兩個MySQL-master設置雙向同步可以用來保證主庫的高可用
- 只有主庫1對外提供寫入服務
- 兩個主庫設置相同的虛IP，在主庫1掛掉或者網絡異常的時候，虛IP自動漂移，shadow master頂上，保證主庫的高可用
這個切換由于虛IP沒有變化，所以切換過程對調用方是透明的，但在極限的情況下，也可能引發數據的不一致：
如上圖所示：
- 兩個MySQL-master設置雙向同步可以用來保證主庫的高可用，并設置了相同的虛IP
- 網絡抖動前，主庫1對上游提供寫入服務，插入了一條記錄，主鍵為4，并向shadow master主庫2同步數據
- 突然主庫1網絡異常，keepalived檢測出異常后，實施虛IP漂移，主庫2開始提供服務
- 在主鍵4的數據同步成功之前，主庫2插入了一條記錄，也生成了主鍵為4的記錄，結果導致數據不一致
六、內網DNS探測
虛IP漂移，雙主同步延時導致的數據不一致，本質上，需要在雙主同步完數據之后，再實施虛IP偏移，使用內網DNS探測，可以實現shadow master延時高可用：
- 使用內網域名連接數據庫，例如：db.58daojia.org
- 主庫1和主庫2設置雙主同步，不使用相同虛IP，而是分別使用ip1和ip2
- 一開始db.58daojia.org指向ip1
- 用一個小腳本輪詢探測ip1主庫的連通性
- 當ip1主庫發生異常時，小腳本delay一個x秒的延時，等待主庫2同步完數據之后，再將db.58daojia.org解析到ip2
- 程序以內網域名進行重連，即可自動連接到ip2主庫，并保證了數據的一致性
七、總結
主庫高可用，主庫一致性，一些小技巧：
- 雙主同步是一種常見的保證寫庫高可用的方式
- 設置相同步長，不同初始值，可以避免auto increment生成沖突主鍵
- 不依賴數據庫，業務調用方自己生成全局***ID是一個好方法
- shadow master保證寫庫高可用，只有一個寫庫提供服務，并不能完全保證一致性
- 內網DNS探測，可以實現在主庫1出現問題后，延時一個時間，再進行主庫切換，以保證數據一致性
【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創稿件，轉載請聯系原作者】
