PhxSQL开源地址:https://github.com/tencent-wechat/phxsql PhxSQL是一个兼容MySQL、服务高可用、数据强一致的关系型数据库集群。PhxSQL以单Master多Slave方式部署,在集群内超过一半机器存活的情况下,可自身实现自动Master切换,且保证数据一致性。
MySQL半同步复制存在缺陷,在Master进行切换的场景下,数据难以保证一致。
PhxSQL的设计是为了解决MySQL半同步复制的不足,使MySQL集群在Master切换过程中保证数据的一致。 PhxSQL架构为了解决MySQL的两个问题(Binlog复制和Master切换),PhxSQL设计了两个模块(Phxbinlogsvr、Phxsqlproxy)和一个MySQL插件(Phxsync)。Phxbinlogsvr负责处理MySQL的Binlog复制和Master管理;Phxsqlproxy负责透传Client请求到Master;Phxsync插件负责MySQL和Phxbinlogsvr的交互。 一台部署了Phxsqlproxy,MySQL和Phxbinlogsvr的机器称为PhxSQL Node。如图1。 PhxSQL复制流程在PhxSQL中,Phxbinlogsvr负责管理MySQL的角色和存储MySQL的Binlog、Phxbinlogsvr和其管理的MySQL部署在同一台物理机上。 MySQL Master在Send Event阶段不再把Binlog复制给Slave,而是通过Phxsync插件,把数据复制到Phxbinlogsvr集群。 MySQL Slave也不再从Master获取Binlog,而是从本机的Phxbinlogsvr获取。 Phxbinlogsvr集群使用Paxos协议进行数据复制。
从逻辑上来看,利用Paxos协议进行复制,使Phxbinlogsvr形成一个可靠的日志存储。PhxSQL可以看成是为MySQL增加了一个用Paxos实现的可靠Binlog存储,只要集群中多数派机器存活,就可以解决半同步复制的回滚问题。如图3。 分别从Master和Slave的角度来解释: 1. Master重启时,通过询问Phxbinlogsvr(多数派)Pending Binlog是否存在来决定是否需要回滚。如图4。 Phxbinlogsvr通过Paxos协议复制数据,很好的解决了MySQL中需要手动回滚Binlog和在大集群时同时需要回滚Updated Slave上的Binlog的问题。 PhxSQL的Master管理MySQL多Master同时写入会导致数据的不一致。如图5,机器A是旧Master,在收到机器B成为了新Master的消息之前提交了Transaction 3;而同时机器B已成为新Master,Transaction 3则会留在机器A而未复制到机器B,最终两机的数据不一致。 MySQL多Master问题的产生,源于机器间无法得知当前Master的状态,最后导致两台机器的数据不一致。
PhxSQL自身进行了Master管理,具有以下特点: 1. Master通过Paxos协议投票选出。 PhxSQL的Master自动切换PhxSQL实现了旧Master的自动数据回滚和Master管理,使得PhxSQL可以安全地实现Master的自动切换,提供高可用服务。和常见的MySQL切换Master方案不同,PhxSQL在切换Master之后仍然保证集群内各机数据一致。 PhxSQL自动Master流程如下: 1. Slave机器上的Phxbinlogsvr定期检查Master是否过期。如果过期转第2步,否则继续第1步; Phxsqlproxy请求透传Phxbinlogsvr解决了多Master同时写入的问题,使得MySQLClient向旧Master写入数据会产生失败。虽然保证了数据的一致性,但仍存在下面2个问题: 1. MySQLClient持续向旧Master写入数据,从而持续的失败。(服务不可用) 上述两个问题都是由于MySQLClient的Master信息更新不及时;部分Client没有及时更新,使得有可能产生PhantomRead(两次读的结果不一致)。 若Slave机器被访问,Phxsqlproxy则会把请求透传到Master机器的Phxsqlproxy。由于PhxSQL Master的全局唯一性,保证了只存在一台MySQL被访问。从而解决了多台机器同时被读写的问题。 PhxSQL性能使用sysbench工具对PhxSQL和MySQL的半同步复制进行了性能对比。PhxSQL因为增加了Phxsqlproxy,导致读性能比原生MySQL略低;但由于PhxPaxos的实现比MySQL的半同步更加高效,让PhxSQL的写性能比半同步复制更好。 PhxSQL比MySQL读性能比原生MySQL略低,但写性能比MySQL半同步复制更好。
测试环境和结果如下: 机型信息 CPU : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2420 0 @ 1.90GHz * 24 内存 : 32G 磁盘 : SSD Raid10 网络互Ping耗时 Master -> Slave : 3 ~ 4ms Client -> Master : 4ms 压测工具和参数 sysbench –oltp-tables-count=10 –oltp-table-size=1000000 –num-threads=500 –max-requests=100000 –report-interval=1 –max-time=200 压测内容 PhxSQL和半同步复制在Client线程200和500的环境下进行下面方式的压测:
压测结果 Client线程数:200
Client线程数:500
注:耗时分别为测试结果的平均耗时/95%分位数耗时,单位ms 总结PhxSQL解决了MySQL半同步复制中数据回滚和多Master的问题,使其能实现自动Master切换且保证数据一致。PhxSQL因为增加了Phxsqlproxy,导致读性能比原生MySQL略低;但由于PhxPaxos的实现比MySQL的半同步更加高效,让PhxSQL的写性能比半同步复制更好。 附录: |