PXC簡(jiǎn)介：

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    galera產(chǎn)品是以galera cluster方式為MySQL提高高可用集群解決方案的。galera cluster就是集成了galera插件的mysql集群。galera replication是codership提供的mysql數(shù)據(jù)同步方案，具有高可用性，方便擴(kuò)展，并且可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)mysql節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)同步復(fù)制與讀寫，可保障數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)高可用及數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性。

   PXC屬于一套近乎完美的mysql高可用集群解決方案，相比那些比較傳統(tǒng)的基于主從復(fù)制模式的集群架構(gòu)MHA和MM+keepalived，galera cluster最突出特點(diǎn)就是解決了詬病已久的數(shù)據(jù)復(fù)制延遲問題，基本上可以達(dá)到實(shí)時(shí)同步。而且節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間，他們相互的關(guān)系是對(duì)等的。本身galera cluster也是一種多主架構(gòu)。galera cluster最關(guān)注的是數(shù)據(jù)的一致性，對(duì)待事物的行為時(shí)，要么在所有節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，要么都不執(zhí)行，它的實(shí)現(xiàn)機(jī)制決定了它對(duì)待一致性的行為非常嚴(yán)格，這也能非常完美的保證MySQL集群的數(shù)據(jù)一致性；

    對(duì)galera cluster的封裝有兩個(gè)，雖然名稱不同，但實(shí)質(zhì)都是一樣的，使用的都是galera cluster。一個(gè)MySQL的創(chuàng)始人在自己全新的MariaDB上實(shí)現(xiàn)的MAriaDB cluster；一個(gè)是著名的MySQL服務(wù)和工具提供商percona實(shí)現(xiàn)的percona xtradb cluster，簡(jiǎn)稱PXC

   要搭建PXC架構(gòu)至少需要3個(gè)mysql實(shí)例來組成一個(gè)集群，三個(gè)實(shí)例之間不是主從模式，而是各自為主，所以三者是對(duì)等關(guān)系，不分從屬，這就叫multi-master架構(gòu)。客戶端寫入和讀取數(shù)據(jù)時(shí)，連接哪個(gè)實(shí)例都是一樣的。讀取到的數(shù)據(jù)時(shí)相同的，寫入任意一個(gè)實(shí)例之后，集群自己會(huì)將新寫入的數(shù)據(jù)同步到其他實(shí)例上，這種架構(gòu)不共享任何數(shù)據(jù)，是一種高冗余架構(gòu)。

--：galera cluster的功能有7點(diǎn)，如下：

①：多主架構(gòu)：真正的多點(diǎn)讀寫集群，在任何時(shí)候讀寫的數(shù)據(jù)都是最新的；

②：同步復(fù)制：集群不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)同步，沒有延遲，在數(shù)據(jù)庫(kù)掛掉之后，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；

③：并發(fā)復(fù)制：從節(jié)點(diǎn)在apply數(shù)據(jù)時(shí)，支持并行執(zhí)行，有更好的性能表現(xiàn)

④：故障切換：因?yàn)橹С侄帱c(diǎn)寫入，所以在出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)故障時(shí)可以很容易的進(jìn)行故障切換

⑤：熱插拔：在服務(wù)期間，如果數(shù)據(jù)庫(kù)掛了，只要監(jiān)控程序發(fā)現(xiàn)的夠快，不可服務(wù)時(shí)間就會(huì)非常少，在節(jié)點(diǎn)故障期間，節(jié)點(diǎn)本身對(duì)集群的影響非常小；

⑥：自動(dòng)節(jié)點(diǎn)克隆：在新增節(jié)點(diǎn)或停機(jī)維護(hù)時(shí)，增量數(shù)據(jù)或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不需要人工手動(dòng)備份提供，galera cluster會(huì)自動(dòng)拉取在線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，集群最終會(huì)變?yōu)橐恢拢?/p>

⑦：對(duì)應(yīng)用透明：集群的維護(hù)，對(duì)應(yīng)用程序是透明的，幾乎感覺不到；

--PXC原理：

PXC最常使用以下4個(gè)端口號(hào)： 

 3306-數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)外服務(wù)的端口號(hào)。

 4444-請(qǐng)求SST的端口（SST是指數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)備份全量文件的傳輸。）

 4567-組成員之間進(jìn)行溝通的一個(gè)端口號(hào)

 4568-用于傳輸IST（相對(duì)于SST來說的一個(gè)增量）

PXC的操作流程：

  首先客戶端先發(fā)起一個(gè)事務(wù)，該事務(wù)先在本地執(zhí)行，執(zhí)行完成之后就要發(fā)起對(duì)事務(wù)的提交操作了。在提交之前需要將產(chǎn)生的復(fù)制寫集廣播出去，然后獲取到一個(gè)全局的事務(wù)ID號(hào)，一并傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上面。通過合并數(shù)據(jù)之后，發(fā)現(xiàn)沒有沖突數(shù)據(jù)，執(zhí)行apply_cd和commit_cb動(dòng)作，否則就需要取消此次事務(wù)的操作。而當(dāng)前server節(jié)點(diǎn)通過驗(yàn)證之后，執(zhí)行提交操作，并返回OK，如果驗(yàn)證沒通過，則執(zhí)行回滾。當(dāng)然在生產(chǎn)中至少要有3個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群環(huán)境，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有驗(yàn)證通過，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)沖突，那么此時(shí)采取的方式就是講出現(xiàn)不一致的節(jié)點(diǎn)踢出集群環(huán)境，而且它自己會(huì)執(zhí)行shutdown命令，自動(dòng)關(guān)機(jī)。

PXC的優(yōu)點(diǎn)：

①：實(shí)現(xiàn)mysql數(shù)據(jù)庫(kù)集群架構(gòu)的高可用性和數(shù)據(jù)的 強(qiáng)一致性。

②：完成了真正的多節(jié)點(diǎn)讀寫的集群方案。

③：改善了傳統(tǒng)意義上的主從復(fù)制延遲問題，基本上達(dá)到了實(shí)時(shí)同步。

④：新加入的節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)部署，無須提供手動(dòng)備份，維護(hù)起來很方便。

⑤：由于是多節(jié)點(diǎn)寫入，所以數(shù)據(jù)庫(kù)故障切換很容易。

PXC的缺點(diǎn)：

①：新加入的節(jié)點(diǎn)開銷大，需要復(fù)制完整的數(shù)據(jù)。采用SST傳輸開銷太大。

②：任何更新事務(wù)都需要全局驗(yàn)證通過，才會(huì)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)庫(kù)上執(zhí)行。集群性能受限于性能最差的節(jié)點(diǎn)，也就是經(jīng)常說的短板效應(yīng)。

③：因?yàn)樾枰ＷC數(shù)據(jù)的一致性，所以在多節(jié)點(diǎn)并發(fā)寫時(shí)，鎖沖突問題比較嚴(yán)重。

④：存在寫擴(kuò)大問題，所有的節(jié)點(diǎn)上都會(huì)發(fā)生些操作。

⑤：只支持innodb存儲(chǔ)引擎的表。

⑥：沒有表級(jí)別的鎖定，執(zhí)行DDL語句操作會(huì)把整個(gè)集群鎖住，而且也 kill 不了（建議使用Osc操作，即在線DDL）

⑦：所有的表必須含有主鍵，不然操作數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。

PXC搭建的注意點(diǎn)：

   首先要規(guī)范集群中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，整個(gè)集群中節(jié)點(diǎn)數(shù)控制在最少3個(gè)、最多8個(gè)范圍內(nèi)。最少3個(gè)節(jié)點(diǎn)是為了防止出現(xiàn)腦裂現(xiàn)象，因?yàn)橹挥性趦蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)下才會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。腦裂現(xiàn)象的標(biāo)志就是輸入任何命令、返回結(jié)果都是unkown command，節(jié)點(diǎn)在集群中，會(huì)因?yàn)樾鹿?jié)點(diǎn)的加入或者故障，同步失效等而發(fā)生狀態(tài)的切換。

--節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化階段：

  open：節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)成功，嘗試連接到集群。

  primary：節(jié)點(diǎn)已處于集群中，在新節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，選取donor進(jìn)行數(shù)據(jù)同步時(shí)會(huì)產(chǎn)生的狀態(tài)。

  joiner：節(jié)點(diǎn)處于等待接收同步文件時(shí)的狀態(tài)。

  joined：節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)同步的工作，嘗試保持和集群進(jìn)度一致。

  synced：節(jié)點(diǎn)正常提供服務(wù)的狀態(tài)，表示已經(jīng)同步完成并和集群進(jìn)度保持一致。

  doner：節(jié)點(diǎn)處于為新加入的節(jié)點(diǎn)提供全量數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)。

注意：doner節(jié)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)者，如果一個(gè)新節(jié)點(diǎn)加入集群，此時(shí)又需要大量數(shù)據(jù)的SST傳輸，就有可能因此而拖垮整個(gè)集群的性能。所以在生產(chǎn)環(huán)境中，如果數(shù)據(jù)量小，還可以使用SST全量傳輸，但如果數(shù)據(jù)量很大就不建議使用這種方式了。可以考慮先建立主從關(guān)系，在加入集群。

PXC有兩種節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式：一種叫SST全量傳輸，另一種叫IST增量傳輸。

SST傳輸有：xtrabackup、mysqldump和rsync三種方法。而增量傳輸就一種方法就是xtrabackup。但生產(chǎn)環(huán)境中一般數(shù)據(jù)量不大的時(shí)候，可以使用SST全量傳輸，但也只實(shí)現(xiàn)xtrabackup方法。

在PXC中還有一個(gè)特別重要的模塊就是GCache。它的核心功能就是每個(gè)節(jié)點(diǎn)緩存當(dāng)前最新的寫集。如果有新節(jié)點(diǎn)加入進(jìn)來，就可以把新數(shù)據(jù)的增量傳遞給新節(jié)點(diǎn)，而不需要再使用SST方式了。這樣可以讓節(jié)點(diǎn)更快地加入集群中。涉及參數(shù)如下：

 gcache.size：代表用來緩存寫集增量信息的大小。它的默認(rèn)大小是128MB，通過wsrep_provider_options參數(shù)設(shè)置。建議調(diào)整為2GB-4GB范圍，足夠的空間便于緩存更多的增量信息。

 gcache.mem_size：代表gcache中內(nèi)存緩存的大小，適度調(diào)大可以提高整個(gè)集群的性能。

 gcache.page_size：可以理解為如果內(nèi)存不夠用（gcache不足），就直接將寫集寫入磁盤文件中。

--：PXC的工作模式：

  galera的工作模式是——某個(gè)節(jié)點(diǎn)寫入一個(gè)事務(wù)，它會(huì)廣播到其他節(jié)點(diǎn)，而這個(gè)所謂的其他節(jié)點(diǎn)，也包括自己。也就說自己發(fā)出來的事務(wù)，自己也會(huì)收到，只是在收到并產(chǎn)生GTID之后，就被簡(jiǎn)單忽略了，而不會(huì)再去apply一次。

--：galera的并發(fā)控制機(jī)制：

   并發(fā)控制主要是在接口galera_pre_commit中完成的，這個(gè)接口是galera最重要的接口之一，這里面實(shí)現(xiàn)了最重要的復(fù)制、驗(yàn)證邏輯。目前，這個(gè)接口中包括的并發(fā)控制有以下幾點(diǎn)：

①：數(shù)據(jù)復(fù)制：

  目前的galera版本中，寫集數(shù)據(jù)的發(fā)送是通過asio的異步方式將數(shù)據(jù)廣播出去。這個(gè)發(fā)送是串行的，是一個(gè)臨界區(qū)，因?yàn)樵诿看?發(fā)送前，邏輯上還需要分片，并且每次發(fā)送完成之后，需要等待一個(gè)GTID的值，所以為了保證數(shù)據(jù)的一致性，這個(gè)發(fā)送操作需要串行；

②：寫集驗(yàn)證：

  要求所有進(jìn)入處理區(qū)的GTID必須是順序的，因?yàn)镚TID是順序產(chǎn)生的，所以在順序的基礎(chǔ)上，同一時(shí)間必須只有一個(gè)事務(wù)可以進(jìn)行處理，說白了就是串行；

  受這種層次并發(fā)控制管理的操作主要有驗(yàn)證操作，因此說驗(yàn)證是串行的；

③：寫集apply

④：事務(wù)commit

   這個(gè)層次的并發(fā)控制機(jī)制，默認(rèn)是3，建議也是3，就是串行提交，這樣就保證了不管在主庫(kù)還是從庫(kù)，所有的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的binlog都是完全相同的；

3、galera 接口：

---galera_init：

   這個(gè)接口的作用是初始化一個(gè)galera節(jié)點(diǎn)，這是一個(gè)PXC節(jié)點(diǎn)調(diào)用的第一個(gè)wsrep接口，在啟動(dòng)服務(wù)器的時(shí)候初始化，將所有需要的參數(shù)和環(huán)境變量初始化。（如：集群名字，實(shí)例地址、需要這個(gè)接口做binlog的復(fù)制等）

---galera_connect：

   這個(gè)接口是第二個(gè)調(diào)用的接口。這個(gè)接口的作用是將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)加入集群中。加入集群前會(huì)調(diào)用函數(shù)wsrep_view_handler_cb來判斷新加入節(jié)點(diǎn)與集群的數(shù)據(jù)是否同步；

---galera_recv：

   這個(gè)接口的作用是，在這個(gè)函數(shù)里阻塞式的接收其他節(jié)點(diǎn)及本節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且調(diào)用復(fù)制apply函數(shù)執(zhí)行復(fù)制操作。（這個(gè)接口實(shí)際上是可以并行存在的。它對(duì)應(yīng)的是參數(shù)wsrep_slave_threads有多少個(gè)線程，就有多少個(gè)galera_recv的調(diào)用）

---galera_pre_commit：

   這個(gè)接口是galera最重要的接口之一。它的作用包括兩部分，首先是將當(dāng)前指定的事務(wù)寫集廣播給整個(gè)集群節(jié)點(diǎn)，然后就是驗(yàn)證，如果驗(yàn)證成功，則將處理權(quán)交給上層，繼續(xù)做數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的提交操作；這個(gè)接口是在數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)提交時(shí)調(diào)用的，調(diào)用這個(gè)接口時(shí)，必須是本地事務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成；

   

---galera_replay_trx：

   這個(gè)接口的作用及使用，就是在驗(yàn)證過程中，由于數(shù)據(jù)庫(kù)鎖的沖突，當(dāng)前操作被其他線程自治縣了galera_abort_pre_com_mit，導(dǎo)致當(dāng)前線程被強(qiáng)制中止，但是由于寫集已經(jīng)復(fù)制到其他節(jié)點(diǎn)，所以本節(jié)點(diǎn)這個(gè)事務(wù)必須要完成。通過這個(gè)接口，將這個(gè)事務(wù)的寫集做一次apply，所以就叫replay；

---galera_append_key：

   這個(gè)接口就是所謂的galera驗(yàn)證，被驗(yàn)證的對(duì)象實(shí)際上就是寫集，而構(gòu)成寫集的內(nèi)容，其實(shí)就是通過這個(gè)接口來完成的；

---galera_append_data：

   這個(gè)接口是當(dāng)前事務(wù)所生成的binlog內(nèi)容，也就是說key在驗(yàn)證通過之后，使用data在從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，即可做到數(shù)據(jù)同步；

   

---galera_post_commit：

   這個(gè)接口是用來真正提交事務(wù)的。這個(gè)接口包括4個(gè)功能：更新狀態(tài)參數(shù)wsrep_last_committed的值，表示當(dāng)前事務(wù)已經(jīng)真正提交了；更新參數(shù)wsrep_local_commits的值，表示本地又成功提交了一個(gè)事務(wù)；檢查當(dāng)前驗(yàn)證寫集緩沖區(qū)是不是可以做purge操作；

---galera_to_execute_start:

   這個(gè)接口專門用來處理DDL語句的執(zhí)行；

---galera_to_execute_end：

   這個(gè)接口實(shí)際上和galera_post_commit功能一樣，成對(duì)出現(xiàn)，是為處理不同語句而設(shè)置的，主要就是為了從commit臨界區(qū)中出來，從而讓其他事務(wù)繼續(xù)提交；

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