本节提供有关 MySQL 组复制的背景信息。
创建容错系统的最常见方法是诉诸使组件冗余,换句话说,可以删除该组件,并且系统应继续按预期运行。这带来了一系列挑战,将此类系统的复杂性提升到了一个全新的水平。具体来说,复制数据库必须处理这样的事实,即它们需要维护和管理多个服务器,而不仅仅是一个。此外,由于服务器协同工作以创建组,因此还必须处理其他一些经典的分布式系统问题,例如网络分区或脑裂场景。
因此,最终的挑战是将数据库和数据复制的逻辑与以一致且简单的方式协调多个服务器的逻辑融合在一起。换句话说,让多台服务器就系统和数据的状态达成一致,并在系统经历的每一个变化中保持一致。这可以概括为让服务器就每个数据库状态转换达成一致,以便它们都作为一个数据库进行,或者它们最终收敛到相同的状态。这意味着它们需要作为一个(分布式)状态机运行。
MySQL 组复制提供分布式状态机复制,服务器之间具有强大的协调性。当服务器属于同一组时,它们会自动协调。该组可以在具有自动主节点选举的单主模式下运行,其中一次只有一个服务器接受更新。或者,对于更高级的用户,可以在多主模式下部署组,其中所有服务器都可以接受更新,即使它们是并发发出的。这种能力是以应用程序必须解决此类部署所施加的限制为代价的。
有一个内置的组成员身份服务,可以随时为所有服务器保持组视图的一致性和可用性。服务器可以离开和加入该组,并且视图会相应更新。有时服务器可能会意外离开组,在这种情况下,故障检测机制会检测到这一点,并通知组视图已更改。这一切都是自动的。
为了提交事务,组中的大多数必须就全局事务序列中给定事务的顺序达成一致。决定提交或中止事务由每个服务器单独完成,但所有服务器都做出相同的决定。如果存在网络分区,导致成员无法达成一致的拆分,则系统在解决此问题之前不会继续运行。因此,还有一个内置的、自动的、防止脑裂的机制。
所有这些都由提供的组通信系统 (GCS) 协议提供支持。这些协议提供故障检测机制、组成员身份服务以及安全且完全有序的消息传递。所有这些属性都是创建确保数据在服务器组之间一致复制的系统的关键。这项技术的核心是 Paxos 算法的实现。它充当组通信引擎。