Percona XtraDB Cluster(PXC)

Percona XtraDB Cluster(PXC)

---原理介绍篇

一、简介 1

二、优缺点 2

三、区别/局限性 3

四、 PXC复制原理 4

五、服务解释 5

一、简介

Percona XtraDB Cluster是MySQL高可用性和可扩展性的解决方案，Percona XtraDB Cluster提供的特性如下：

1).同步复制，事务要么在所有节点提交或不提交。

2).多主复制，可以在任意节点进行写操作。

3).在从服务器上并行应用事件，真正意义上的并行复制。

4).节点自动配置。

5).数据一致性，不再是异步复制。

Percona XtraDB Cluster完全兼容MySQL和Percona Server，表现在：

1).数据的兼容性

2).应用程序的兼容性：无需更改应用程序

1).集群是有节点组成的，推荐配置至少3个节点，但是也可以运行在2个节点上

2).每个节点都是普通的mysql/percona服务器，可以将现有的数据库服务器组成集群，反之，也可以将集群拆分成单独的服务器。

3).每个节点都包含完整的数据副本

PXC集群主要由两部分组成：Percona Server with XtraDB和Write Set Replication patches（使用了Galera library，一个通用的用于事务型应用的同步、多主复制插件）

二、优缺点

优点如下：

1).当执行一个查询时，在本地节点上执行。因为所有数据都在本地，无需远程访问

2).无需集中管理。可以在任何时间点失去任何节点，但是集群将照常工作，不受影响

3).良好的读负载扩展，任意节点都可以查询

缺点如下：

1).加入新节点，开销大。需要复制完整的数据

2).不能有效的解决写缩放问题，所有的写操作都将发生在所有节点上

3).有多少个节点就有多少重复的数据

（官方手册架构图）

三、区别/局限性

1、区别

Percona XtraDB Cluster与MySQL Replication区别在于：

分布式系统的CAP理论：

C— 一致性，所有节点的数据一致。

A— 可用性，一个或多个节点失效，不影响服务请求。

P— 分区容忍性，节点间的连接失效，仍然可以处理请求。

任何一个分布式系统，需要满足这三个中的两个

MySQL Replication: 可用性和分区容忍性

Percona XtraDB Cluster: 一致性和可用性

因此MySQL Replication并不保证数据的一致性，而Percona XtraDB Cluster提供数据一致性

Percona XtraDB Cluster组件：

Percona XtraDB Cluster基于XtraDB的Percona Server以及包含写复制集补丁，使用Galera 2.x library，事务型应用下的通用的多主同步复制插件。

Galera 2.x新特性有：

1).IST(Incremental State Transfer)增量状态传输。对于WAN特别有用。

2).RSU(Rolling Schema Update)旋转更新架构。不会阻止对表进行操作。

2、局限性

1).目前的复制仅仅支持InnoDB存储引擎。任何写入其他引擎的表，包括mysql.*表将不会复制。但是DDL语句会被复制的，因此创建用户将会被复制，但是insert into mysql.user…将不会被复制的。

2).DELETE操作不支持没有主键的表。没有主键的表在不同的节点顺序将不同，如果执行SELECT…LIMIT… 将出现不同的结果集。

3).在多主环境下LOCK/UNLOCK TABLES不支持。以及锁函数GET_LOCK(), RELEASE_LOCK()…

4).查询日志不能保存在表中。如果开启查询日志，只能保存到文件中。

5).允许最大的事务大小由wsrep_max_ws_rows和wsrep_max_ws_size定义。任何大型操作将被拒绝。如大型的LOAD DATA操作。

6).由于集群是乐观的并发控制，事务commit可能在该阶段中止。如果有两个事务向在集群中不同的节点向同一行写入并提交，失败的节点将中止。对于集群级别的中止，集群返回死锁错误代码(Error: 1213 SQLSTATE: 40001 (ER_LOCK_DEADLOCK)).

7).XA事务不支持，由于在提交上可能回滚。

8).整个集群的写入吞吐量是由最弱的节点限制，如果有一个节点变得缓慢，那么整个集群将是缓慢的。为了稳定的高性能要求，所有的节点应使用统一的硬件。

9).集群节点建议最少3个。2个也可以运行，但是官方不推荐这么做，因为3个节点是为了预防脑裂。

10) .如果DDL语句有问题将破坏集群。建议使用pt-online-schema-change操作DDL

四、PXC复制原理

复制原理架构图

（来源官方手册）

原理分析：

1、当client端执行dml操作时，将操作发给server，server的native进程处理请求2、client端收到ok,执行commit，server将复制写数据集发给group(cluster)，cluster

中每个动作对应一个GTID

3、其它server接收到并通过验证(合并数据)后，执行appyl_cb动作和commit_cb动作，若验证没通过，则会退出处理

4、当前server节点验证通过后，执行commit_cb，并返回，若没通过，执行rollback_cb

5、只要当前节点执行了commit_cb和其它节点验证通过后就可返回

五、服务解释

PXC会使用大概是4个端口号（端口可配置更改）

3306：数据库对外服务的端口号

4444：请求SST SST: 指数据一个镜象传输 xtrabackup , rsync ,mysqldump

4567: 组成员之间进行沟通的一个端口号

4568: 传输IST用的。相对于SST来说的一个增量

一些名词介绍：

WS：write set 写数据集

IST: Incremental State Transfer 增量同步

SST：State Snapshot Transfer 全量同步

PXC环境所涉及的端口：

#mysql实例端口

10Regular MySQL port, default 3306.

#pxc cluster相互通讯的端口

2）Port for group communication, default 4567. It can be changed by the option:

wsrep_provider_options ="gmcast.listen_addr=tcp://0.0.0.0:4010; "

#用于SST传送的端口

3）Port for State Transfer, default 4444. It can be changed by the option:

wsrep_sst_receive_address=10.11.12.205:5555

#用于IST传送的端口

4）Port for Incremental State Transfer, default port for group communication + 1 (4568). It can be changed by the option:

wsrep_provider_options = "ist.recv_addr=10.11.12.206:7777