5大主流方案对比:MySQL千亿级数据线上平滑扩容实战

博学谷狂野架构师 2022-09-19 10:37:12

一、扩容方案剖析

 

 
1、扩容问题

 

在项目初期,我们部署了三个数据库A、B、C,此时数据库的规模可以满足我们的业务需求。为了将数据做到平均分配,我们在Service服务层使用uid%3进行取模分片,从而将数据平均分配到三个数据库中。

 

如图所示:

 

 

后期随着用户量的增加,用户产生的数据信息被源源不断的添加到数据库中,最终达到数据库的最佳存储容量。如果此时继续向数据库中新增数据,会导致数据库的CRUD等基本操作变慢,进而影响整个服务的响应速度。

 

这时,我们需要增加新的节点,对数据库进行水平扩容,那么加入新的数据库D后,数据库的规模由原来的3个变为4个。

 

如图所示:

 

 

此时由于分片规则发生了变化(uid%3 变为uid%4),导致大部分的数据,无法命中原有的数据,需要重新进行分配,要做大量的数据迁移处理。例如,之前uid如果是uid=3取模3%3=0, 是分配在A库上,新加入D库后, uid=3取模3%4=3,分配在D库上。

 

 

新增一个节点, 大概会有90%的数据需要迁移, 这样会面临大量的数据压力,并且对服务造成极大的不稳定性。

 

 

2、停机方案

 

 

  • 发布公告

 

为了进行数据的重新拆分,在停止服务之前,我们需要提前通知用户,比如:我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级,给您带来的不便敬请谅解。

 

  • 停止服务

 

关闭Service。

 

  • 离线数据迁移(拆分,重新分配数据)

 

将旧库中的数据按照Service层的算法,将数据拆分,重新分配数据。

 

  • 数据校验

 

开发定制一个程序对旧库和新库中的数据进行校验,比对。

 

  • 更改配置

 

修改Service层的配置算法,也就是将原来的uid%3变为uid%4。

 

  • 恢复服务

 

重启Service服务。

 

  • 回滚预案

 

针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案,一旦某个环节(如:数据迁移,恢复服务等)执行失败,立刻进行回滚,重新再来。

 

停止服务之后, 能够保证迁移工作的正常进行, 但是服务停止,伤害用户体验, 并造成了时间压力, 必须在指定的时间内完成迁移。

 

 

3、停写方案

 

 

  • 支持读写分离

 

数据库支持读写分离,在扩容之前,每个数据库都提供了读写功能,数据重新分配的过程中,将每个数据库设置为只读状态,关闭写的功能。

 

  • 升级公告

 

为了进行数据的重新拆分,在停写之前,我们需要提前通知用户,比如:我们的服务会在yyyy-MM-dd进行升级,给您带来的不便敬请谅解。

 

  • 中断写操作,隔离写数据源(或拦截返回统一提示)

 

在Service层对所有的写请求进行拦截,统一返回提示信息,如:服务正在升级中,只对外提供读服务。

 

  • 数据同步处理

 

将旧库中的数据按照Service层的算法,将数据重新分配,迁移(复制数据)。

 

  • 数据校验

 

开发定制一个程序对旧库中的数据进行备份,使用备份的数据和重新分配后的数据进行校验,比对。

 

  • 更改配置

 

通过配置中心,修改Service层的配置算法,也就是将原来的uid%3变为uid%4,这个过程不需要重启服务。

 

  • 恢复写操作

 

设置数据库恢复读写功能,去除Service层的拦截提示。

 

  • 数据清理

 

使用delete语句对冗余数据进行删除。

 

  • 回滚预案

 

针对上述的每个步骤都要有数据回滚预案,一旦某个环节(如:数据迁移等)执行失败,立刻进行回滚,重新再来。

 

缺点:在数据的复制过程需要消耗大量的时间,停写时间太长,数据需要先复制,再清理冗余数据。

 

 

4、日志方案

 

核心是通过日志进行数据库的同步迁移, 主要操作步骤如下:

 

1)数据迁移之前, 业务应用访问旧的数据库节点

 

 

2)日志记录

 

在升级之前, 记录“对旧数据库上的数据修改”的日志(这里修改包括增、删、改),这个日志不需要记录详细的数据信息,主要记录:

 

  • 修改的库;

  • 修改的表;

  • 修改的唯一主键;

  • 修改操作类型。

 

 

日志记录不用关注新增了哪些信息,修改的数据格式,只需要记录以上数据信息,这样日志格式是固定的, 这样能保证方案的通用性。

 

服务升级日志记录功能风险较小:

 

  • 写和修改接口是少数, 改动点少;

 

  • 升级只是增加了一些日志,采用异步方式实现, 对业务功能没有太多影响。

 

3)数据迁移

 

研发定制数据迁移工具, 作用是把旧库中的数据迁移至新库中。

 

 

  • 整个过程仍然采用旧库进行对外服务。

 

  • 数据同步工具实现复杂度不高。

 

  • 只对旧库进行读取操作, 如果同步出现问题, 都可以对新库进行回滚操作。

 

  • 可以限速或分批迁移执行, 不会有时间压力。

 

数据迁移完成之后, 并不能切换至新库提供服务。

 

因为旧库依然对线上提供服务, 库中的数据随时会发生变化, 但这些变化的数据并没有同步到新库中, 旧库和新库数据不一致, 所以不能直接进行切换, 需要将数据同步完整。

 

4)日志增量迁移

 

 

研发一个日志迁移工具,把上面迁移数据过程中的差异数据追平,处理步骤:

 

  • 读取log日志,获取具体是哪个库、表和主键发生了变化修改;

 

  • 把旧库中的主键记录读取出来;

 

  • 根据主键ID,把新库中的记录替换掉。

 

这样可以最大程度的保障数据的一致性。风险分析:

 

  • 整个过程, 仍然是旧库对线上提供服务;

 

  • 日志迁移工具实现的复杂度较低;

 

  • 任何时间发现问题, 可以重新再来,有充分的容错空间;

 

  • 可以限速重放处理日志, 处理过程不会因为对线上影响造成时间压力。

 

但是, 日志增量同步完成之后, 还不能切换到新的数据库。

 

因为日志增量同步过程中,旧库中可能有数据发生变化, 导致数据不一致,所以需要进一步读取日志, 追平数据记录;日志增量同步过程随时可能会产生新的数据, 新库与旧库的数据追平也会是一个无限逼近的过程。

 

5)数据校验

 

准备好数据校验工具,将旧库和新库中的数据进行比对,直到数据完全一致。

 

 

6)切换新库

 

数据比对完成之后, 将流量转移切换至新库, 至此新库提供服务, 完成迁移。

 

 

但是在极限情况下, 即便通过上面的数据校验处理, 也有可能出现99.99%数据一致, 不能保障完全一致,这个时候可以在旧库做一个readonly只读功能, 或者将流量屏蔽降级,等待日志增量同步工具完全追平后, 再进行新库的切换。

 

至此,完成日志方案的迁移扩容处理, 整个过程能够持续对线上提供服务, 只会短暂的影响服务的可用性。

 

这种方案的弊端,是操作繁琐,需要适配多个同步处理工具,成本较高, 需要制定个性化业务的同步处理, 不具备普遍性,耗费的时间周期也较长。

 

 

5、双写方案(中小型数据)

 

 

双写方案可通过canal或mq做实现。

 

  • 增加新库,按照现有节点, 增加对应的数量。

 

  • 数据迁移:避免增量影响, 先断开主从,再导入(耗时较长), 同步完成并做校验

 

  • 增量同步:开启Canal同步服务, 监听从节点数据库, 再开启主从同步,从节点收到数据后会通过Canal服务, 传递至新的DB节点。

 

  • 切换新库:通过Nginx,切换访问流量至新的服务。

 

  • 修复切换异常数据:在切换过程中, 如果出现,Canal未同步,但已切换至新库的请求(比如下单,修改了资金, 但还未同步 ), 可以通过定制程序, 读取检测异常日志,做自动修复或人工处理。

 

  • 针对此种情况, 最好是在凌晨用户量小的时候, 或专门停止外网访问,进行切换,减少异常数据的产生。

 

  • 数据校验:为保障数据的完全一致, 有必要对数据的数量完整性做校验。

 

 

6、平滑2N方案(大数据量)

 

1)线上数据库,为了保障其高可用,一般每台主库会配置一台从库,主库负责读写,从库负责读取。下图所示,A,B是主库,A0和B0是从库。

 

 

2)当需要扩容的时候,我们把A0和B0升级为新的主库节点,如此由2个分库变为4个分库。同时在上层的分片配置,做好映射,规则如下:

 

  • 把uid%4=0和uid%4=2的数据分别分配到A和A0主库中。

 

  • 把uid%4=1和uid%4=3的数据分配到B和B0主库中。

 

 

3)因为A和A0库的数据相同,B和B0数据相同,此时无需做数据迁移。只需调整变更一下分片配置即可,通过配置中心更新,不需要重启。

 

 

由于之前uid%2的数据是分配在2个库里面,扩容之后需要分布到4个库中,但由于旧数据仍存在(uid%4=0的节点,还有一半uid%4=2的数据),所以需要对冗余数据做一次清理。

 

这个清理,并不会影响线上数据的一致性,可以随时随地进行。

 

4)处理完成之后,为保证数据的高可用,以及将来下一步的扩容需求。

 

可以为现有的主库再次分配一个从库。

 

 

二、平滑2N扩容方案实践

 

 

1、实现应用服务级别的动态扩容

 

扩容前部署架构:

 

 

1)MariaDB服务安装

 

① 切换阿里云镜像服务(YUM安装过慢可以切换)

 

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yum -y install wget## 备份CentOS-Base.repomv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.bak
wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo
wget -P /etc/yum.repos.d/ http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum clean all
yum makecache

 

② 配置YUM源

 

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vi /etc/yum.repos.d/mariadb-10.2.repo

 

增加以下内容:

 

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[mariadb]name = MariaDBbaseurl = https://mirrors.ustc.edu.cn/mariadb/yum/10.2/centos7-amd64gpgkey=https://yum.mariadb.org/RPM-GPG-KEY-MariaDBgpgcheck=1

 

③ 执行安装

 

  •  
yum -y install mariadb mariadb-server MariaDB-client  MariaDB-common

 

④ 如果之前已经安装, 需要先删除(如果之前没有安装, 可以忽略此步骤)

 

  • 停止Mariadb服务

 

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[root@localhost yum.repos.d]# ps -ef | grep mysqlroot       1954      1  0 Oct04 ?        00:05:43 /usr/sbin/mysqld --wsrep-new-cluster --user=rootroot      89521  81403  0 07:40 pts/0    00:00:00 grep --color=auto mysql[root@localhost yum.repos.d]# kill 1954

 

  • 卸载Mariadb服务

 

  •  
yum -y remove Maria*

 

  • 删除数据与配置

 

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rm -rf /var/lib/mysql/*rm -rf /etc/my.cnf.d/rm -rf /etc/my.cnf

 

⑤ 启动MariaDB后,执行安全配置向导命令,可根据安全配置向导提高数据库的安全性

 

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  •  
systemctl start mariadb
mysql_secure_installation

 

⑥ 开启用户远程连接权限

 

将连接用户root开启远程连接权限;

 

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mysql -uroot -p654321

 

进入MySQL服务, 执行以下操作:

 

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use mysql;
delete from user;## 配置root用户使用密码654321从任何主机都可以连接到mysql服务器GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY '654321' WITH GRANT OPTION;
FLUSH PRIVILEGES;

 

2)MariaDB双主同步

 

① 在Server1增加配置

 

在/etc/my.cnf中添加以下配置:

 

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[mysqld]server-id  = 1log-bin=mysql-binrelay-log = mysql-relay-bin## 忽略mysql、information_schema库下对表的操作replicate-wild-ignore-table=mysql.%replicate-wild-ignore-table=information_schema.%## 默认的情况下mysql是关闭的;log-slave-updates=on## 复制过程中,有任何错误,直接跳过slave-skip-errors=allauto-increment-offset=1auto-increment-increment=2## binlog的格式:STATEMENT,ROW,MIXEDbinlog_format=mixed## 自动过期清理binlog,默认0天,即不自动清理expire_logs_days=10

 

注意, Server1自增为奇数位:

 

  • auto-increment-offset=1 主键自增基数, 从1开始。

 

  • auto-increment-increment=2 主键自增偏移量,每次为2。

 

② 在Server2增加配置

 

修改/etc/my.cnf:

 

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[mysqld]server-id = 2log-bin=mysql-binrelay-log = mysql-relay-binreplicate-wild-ignore-table=mysql.%replicate-wild-ignore-table=information_schema.%log-slave-updates=onslave-skip-errors=allauto-increment-offset=2auto-increment-increment=2binlog_format=mixedexpire_logs_days=10

 

Server2自增为偶数位:

 

  • auto-increment-offset=2 主键自增基数, 从2开始。

 

  • auto-increment-increment=2 主键自增偏移量,每次为2。

 

配置修改完成后, 重启数据库。

 

③ 同步授权配置

 

在Server1创建replica用于主从同步的用户:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';mysql> flush privileges;

 

查询日志文件与偏移量,开启同步时需使用:

 

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MariaDB [(none)]> show master status;+------------------+----------+--------------+------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |+------------------+----------+--------------+------------------+| mysql-bin.000001 |      663 |              |                  |+------------------+----------+--------------+------------------+

 

同样, 在Server2创建replica用于主从同步的用户:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';mysql> flush privileges;

 

查询日志文件与偏移量:

 

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MariaDB [(none)]> show master status;+------------------+----------+--------------+------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |+------------------+----------+--------------+------------------+| mysql-bin.000001 |      663 |              |                  |+------------------+----------+--------------+------------------+

 

④ 配置主从同步信息

 

在Server1中执行:

 

  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000007', master_log_pos=374, master_connect_retry=30;

 

在Server2中执行:

 

  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000015', master_log_pos=374, master_connect_retry=30;

 

⑤ 开启双主同步

 

在Server1和Server2中分别执行:

 

 

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  •  
MariaDB [(none)]> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

 

在Server1查询同步信息:

 

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MariaDB [(none)]>  show slave status\G;*************************** 1. row ***************************               Slave_IO_State: Waiting for master to send event                  Master_Host: 10.10.20.126                  Master_User: replica                  Master_Port: 3306                Connect_Retry: 30              Master_Log_File: mysql-bin.000001          Read_Master_Log_Pos: 663               Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002                Relay_Log_Pos: 555        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001             Slave_IO_Running: Yes            Slave_SQL_Running: Yes...

 

在Server2查询同步信息:

 

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MariaDB [(none)]>  show slave status\G;*************************** 1. row ***************************               Slave_IO_State: Waiting for master to send event                  Master_Host: 10.10.20.125                  Master_User: replica                  Master_Port: 3306                Connect_Retry: 30              Master_Log_File: mysql-bin.000001          Read_Master_Log_Pos: 663               Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002                Relay_Log_Pos: 555        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001             Slave_IO_Running: Yes            Slave_SQL_Running: Yes...

 

Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running 都是Yes,说明双主同步配置成功。

 

3)KeepAlived安装与高可用配置

 

① 在Server1与Server2两台节点安装keepalived

 

  •  
yum -y install keepalived

 

② 关闭防火墙

 

  •  
  •  
systemctl stop firewalldsystemctl disable firewalld

 

③ 设置主机名称

 

Server1节点:

 

  •  
hostnamectl set-hostname vip1

 

Server2节点:

 

  •  
hostnamectl set-hostname vip2

 

④ Server1节点配置

 

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/etc/keepalived/keepalived.conf:
global_defs {   router_id vip1           # 机器标识,和主机名保持一致,运行keepalived服务器的一个标识}vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义    state BACKUP               #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点    interface ens33               #绑定对外访问的网卡,vrrp实例绑定的网卡    virtual_router_id 111        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示    priority 100               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高    advert_int 1              #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒    authentication {           #设置验证信息        auth_type PASS         #有PASS和AH两种        auth_pass 6666         #验证密码,BACKUP密码须相同    }    virtual_ipaddress {         #KeepAlived虚拟的IP地址        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {       #配置虚拟服务器IP与访问端口    delay_loop 6                 #健康检查时间    lb_algo rr                  #负载均衡调度算法, rr代表轮询    lb_kind DR                   #负载均衡转发规则 DR/NAT/    persistence_timeout 0        #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置    protocol TCP               #转发协议类型,支持TCP和UDP    real_server 192.168.116.140 3306 {    #配置服务器节点VIP1        notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时, 会执行此脚本,结束keepalived进程    weight 1               #设置权重,越大权重越高    TCP_CHECK {              #状态监测设置       connect_timeout 10       #超时配置, 单位秒       retry 3             #重试次数       delay_before_retry 3        #重试间隔       connect_port 3306         #连接端口, 和上面保持一致       }    }
}

 

创建关闭脚本mariadb.sh

 

/usr/local/shell/mariadb.sh:

 

  •  
pkill keepalived

 

加入执行权限:

 

  •  
chmod a+x mariadb.sh

 

⑤ Server2节点配置

 

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global_defs {   router_id vip2           # 机器标识,和主机名保持一致,运行keepalived服务器的一个标识}vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义    state BACKUP               #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点    interface ens33               #绑定对外访问的网卡    virtual_router_id 111        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示    priority 98               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高    advert_int 1              #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒    authentication {           #设置验证信息        auth_type PASS         #有PASS和AH两种        auth_pass 6666         #验证密码,BACKUP密码须相同    }    virtual_ipaddress {         #KeepAlived虚拟的IP地址        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {       #配置虚拟服务器IP与访问端口    delay_loop 6                 #健康检查时间    lb_algo rr                  #负载均衡调度算法, rr代表轮询, 可以关闭    lb_kind DR                   #负载均衡转发规则, 可以关闭    persistence_timeout 0        #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置    protocol TCP               #转发协议类型,支持TCP和UDP    real_server 192.168.116.141 3306{    #配置服务器节点VIP2    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh #当服务挂掉时, 会执行此脚本,结束keepalived进程    weight 1               #设置权重,越大权重越高    TCP_CHECK {              #r状态监测设置       connect_timeout 10       #超时配置, 单位秒       retry 3             #重试次数       delay_before_retry 3        #重试间隔       connect_port 3306         #连接端口, 和上面保持一致       }    }

}

 

和Server1的差异项:

 

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router_id vip2   # 机器标识,和主机名保持一致priority 98               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高real_server 10.10.20.126 3306  #配置服务器节点VIP2

 

注意:两台节点都设为BACKUP

 

  •  
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virtual_router_id 111        #同一个vrrp实例采用唯一标示state BACKUP

 

如果不想重启后, 争夺备用节点的VIP, 可以设置此项

 

  •  
nopreempt #不主动抢占资源

 

注意:这个配置只能设置在backup主机上,而且这个主机优先级要比另外一台高

 

⑥ 验证高可用

 

停止主节点MariaDB服务, 验证是否自动切换。

 

4)搭建应用服务工程

 

① ShardingJDBC的介绍

 

ShardingJDBC是ShardingSphere 下的一个产品,定位为轻量级 Java 框架,在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。它使用客户端直连数据库,以 jar 包形式提供服务,无需额外部署和依赖,可理解为增强版的 JDBC 驱动,完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。

 

  • 适用于任何基于 JDBC 的 ORM 框架,如:JPA, Hibernate, Mybatis, Spring JDBC Template 或直接使用 JDBC。

 

  • 支持任何第三方的数据库连接池,如:DBCP, C3P0, BoneCP, Druid, HikariCP 等。

 

  • 支持任意实现 JDBC 规范的数据库,目前支持 MySQL,Oracle,SQLServer,PostgreSQL 以及任何遵循 SQL92 标准的数据库

 

② ShardingJDBC初始化流程

 

1)配置ShardingRuleConfiguration对象

 

2)配置表分片规则TableRuleConfiguration对象,设置分库、分表策略

 

3)通过Factory对象将Rule对象与DataSource对象装配

 

4)ShardingJDBC使用DataSource对象进行分库

 

 

③ ShardingJDBC集成配置

 

  • maven依赖

  • 规则配置application.yml

  • 创建DataSource

 

④ 验证应用服务动态扩容

 

  • 配置两个数据源,分别指向Server1和Server2

  • 分片只配置一个数据源

  • 动态增加另一个数据源

 

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// 动态数据源配置实现扩容Properties properties = loadPropertiesFile("datasource1.properties");try {    log.info("load datasource config url: " + properties.get("url"));    DruidDataSource druidDataSource = (DruidDataSource) DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);    druidDataSource.setRemoveAbandoned(true);    druidDataSource.setRemoveAbandonedTimeout(600);    druidDataSource.setLogAbandoned(true);    // 设置数据源错误重连时间    druidDataSource.setTimeBetweenConnectErrorMillis(60000);    druidDataSource.init();    OrchestrationShardingDataSource dataSource = SpringContextUtil.getBean("tradeSystemDataSource", OrchestrationShardingDataSource.class);    Map<String, DataSource> dataSourceMap = dataSource.getDataSource().getDataSourceMap();    dataSourceMap.put(DatasourceEnum.DATASOURCE_2.getValue(), druidDataSource);
    Map<String, DataSourceConfiguration> dataSourceConfigMap = new HashMap<String, DataSourceConfiguration>();    for(String key : dataSourceMap.keySet()) {        dataSourceConfigMap.put(key, DataSourceConfiguration.getDataSourceConfiguration(dataSourceMap.get(key)));    }    String result = SHARDING_RULE_TABLE_ORDER.replace(SHARDING_RULE_DATASOURCE, newRule);    replaceActualDataNodes(result);    SHARDING_RULE_DATASOURCE = newRule;
    dataSource.renew(new DataSourceChangedEvent(        "/" + DruidSystemDataSourceConfiguration.DYNAMIC_SHARDING + "/config/schema/logic_db/datasource",        dataSourceConfigMap));    return;

} catch (Exception e) {    log.error(e.getMessage(), e);}

 

⑤ 注意事项

 

Sharding JDBC, Mycat, Drds 等产品都是分布式数据库中间件, 相比直接的数据源操作, 会存在一些限制, Sharding JDBC在使用时, 要注意以下问题:

 

  • 有限支持子查询

  • 不支持HAVING

  • 不支持OR,UNION 和 UNION ALL

  • 不支持特殊INSERT

  • 每条INSERT语句只能插入一条数据,不支持VALUES后有多行数据的语句

  • 不支持DISTINCT聚合

  • 不支持dual虚拟表查询

  • 不支持SELECT LAST_INSERT_ID(), 不支持自增序列

  • 不支持CASE WHEN

 

 

2、实现数据库的秒级平滑2N扩容

 

扩容部署架构:

 

 

1)新增数据库VIP

 

① 在Server2节点, 增加VIP

 

修改/etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip2}vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义    state BACKUP               #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点    interface ens33               #绑定对外访问的网卡    virtual_router_id 112        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示    priority 100               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高    advert_int 1              #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒    authentication {           #设置验证信息        auth_type PASS         #有PASS和AH两种        auth_pass 6666         #验证密码,BACKUP密码须相同    }    virtual_ipaddress {         #KeepAlived虚拟的IP地址        192.168.116.151    }}virtual_server 192.168.116.151 3306 {       #配置虚拟服务器IP与访问端口    delay_loop 6                 #健康检查时间    persistence_timeout 0        #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置    protocol TCP               #转发协议类型,支持TCP和UDP    real_server 192.168.116.141 3306{    #配置服务器节点VIP1    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1               #设置权重,越大权重越高    TCP_CHECK {              #r状态监测设置       connect_timeout 10       #超时配置, 单位秒       retry 3             #重试次数       delay_before_retry 3        #重试间隔       connect_port 3306         #连接端口, 和上面保持一致       }    }

}

 

注意配置项:

 

  •  
  •  
virtual_router_id 112        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示priority 100               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高

 

2)应用服务增加动态数据源

 

  • 修改应用服务配置, 增加新的数据源, 指向新设置的VIP:192.168.116.151。

 

  • 通过应用服务接口, 动态扩容调整。

 

3)解除原双主同步

 

mysql -uroot -p654321

 

① 进入Server1

 

  •  
MariaDB [(none)]> stop slave;

 

② 进入Server2

 

  •  
MariaDB [(none)]> stop slave;

 

③ 通过应用服务接口验证数据是否解除同步

 

4)安装MariaDB扩容服务器

 

① 新建两台虚拟机, 分别为Server3和Server4

 

② 在Server3和Server4两台节点上安装MariaDB服务

 

参考上文中MariaDB服务安装。

 

③ 配置Server3与Server1,实现新的双主同步

 

  • Server3节点, 修改/etc/my.cnf

 

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[mysqld]server-id = 3log-bin=mysql-binrelay-log = mysql-relay-binreplicate-wild-ignore-table=mysql.%replicate-wild-ignore-table=information_schema.%log-slave-updates=onslave-skip-errors=allauto-increment-offset=2auto-increment-increment=2binlog_format=mixedexpire_logs_days=10

 

  • 重启Server3数据库

 

  •  
service mariadb restart

 

  • 创建replica用于主从同步的用户

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';mysql> flush privileges;

 

  • 在Server1节点,进行数据全量备份

 

  •  
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server1.sql

 

  • 查看并记录master status信息

 

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  •  
  •  
...---- Position to start replication or point-in-time recovery from--

-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000002', MASTER_LOG_POS=17748;...

 

  • 将备份的server1.sql通过scp命令拷贝至Server3节点

 

  •  
scp server1.sql root@192.168.116.142:/usr/local/

 

  • 将数据还原至Server3节点

 

  •  
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server1.sql

 

  • 配置主从同步信息

 

根据上面的master status信息, 在Server3中执行:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000016', master_log_pos=1754, master_connect_retry=30;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

  • 开启主从同步

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

 

如果出现问题, 复原主从同步信息:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> reset slave;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

  • 检查同步状态信息

 

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MariaDB [(none)]> show slave status \G*************************** 1. row ***************************               Slave_IO_State: Waiting for master to send event                  Master_Host: 10.10.20.125                  Master_User: replica                  Master_Port: 3306                Connect_Retry: 30              Master_Log_File: mysql-bin.000004          Read_Master_Log_Pos: 11174               Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002                Relay_Log_Pos: 1746        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000004             Slave_IO_Running: Yes            Slave_SQL_Running: Yes

 

  • 配置Server1与Server3节点的同步

 

查看Server3的日志信息:

 

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MariaDB [(none)]> show master status;+------------------+----------+--------------+------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |+------------------+----------+--------------+------------------+| mysql-bin.000001 |     4781 |              |                  |+------------------+----------+--------------+------------------+

 

在Server1节点, 配置同步信息:

 

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MariaDB [(none)]> reset slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.142',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=6931, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

 

④ 配置Server4与Server2的双主同步

 

  • Server4节点, 修改/etc/my.cnf

 

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[mysqld]server-id = 4log-bin=mysql-binrelay-log = mysql-relay-binreplicate-wild-ignore-table=mysql.%replicate-wild-ignore-table=information_schema.%log-slave-updates=onslave-skip-errors=allauto-increment-offset=2auto-increment-increment=2binlog_format=mixedexpire_logs_days=10

 

  • 重启Server4数据库

 

  •  
service mariadb restart

 

  • 创建replica用于主从同步的用户

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to 'replica'@'%' identified by 'replica';mysql> flush privileges;

 

  • 在Server2节点,进行数据全量备份

 

  •  
mysqldump -uroot -p654321 --routines --single_transaction --master-data=2 --databases smooth > server2.sql

 

  • 查看并记录master status信息

     

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  •  
...---- Position to start replication or point-in-time recovery from--

-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003', MASTER_LOG_POS=4208;

...

 

  • 将备份的server2.sql通过scp命令拷贝至Server4节点

     

  •  
scp server2.sql root@192.168.116.143:/usr/local/

 

  • 将数据还原至Server4节点

 

  •  
mysql -uroot -p654321 < /usr/local/server2.sql

 

  • 配置主从同步信息

 

根据上面的master status信息, 在Server4中执行:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000007', master_log_pos=3006, master_connect_retry=30;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

  • 开启主从同步

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

 

注意, 如果出现问题, 复原主从同步信息:

 

  •  
  •  
MariaDB [(none)]> reset slave;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

  • 检查同步状态信息

 

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MariaDB [(none)]> show slave status \G*************************** 1. row ***************************               Slave_IO_State: Waiting for master to send event                  Master_Host: 10.10.20.125                  Master_User: replica                  Master_Port: 3306                Connect_Retry: 30              Master_Log_File: mysql-bin.000004          Read_Master_Log_Pos: 11174               Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002                Relay_Log_Pos: 1746        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000004             Slave_IO_Running: Yes            Slave_SQL_Running: Yes

 

  • 配置Server2与Server4节点的同步

 

查看Server4的日志信息:

 

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MariaDB [(none)]> show master status;+------------------+----------+--------------+------------------+| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |+------------------+----------+--------------+------------------+| mysql-bin.000001 |     3696 |              |                  |+------------------+----------+--------------+------------------+

 

在Server2节点, 配置同步信息:

 

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MariaDB [(none)]> reset slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.143',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=5787, master_connect_retry=30;
MariaDB [(none)]> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

 

5)增加KeepAlived服务实现高可用

 

  • 确保新增的Server3和Server4节点安装Keepalived服务。

 

  • 修改Server3节点配置

 

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global_defs {   router_id vip3          # 机器标识,一般设为hostname,故障发生时,邮件通知会使用到。}vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义    state BACKUP               #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点    interface ens33               #绑定对外访问的网卡    virtual_router_id 111        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示    priority 98               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高    advert_int 1              #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒    authentication {           #设置验证信息        auth_type PASS         #有PASS和AH两种        auth_pass 6666         #验证密码,BACKUP密码须相同    }    virtual_ipaddress {         #KeepAlived虚拟的IP地址        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {       #配置虚拟服务器IP与访问端口    delay_loop 6                 #健康检查时间    persistence_timeout 0        #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置    protocol TCP               #转发协议类型,支持TCP和UDP    real_server 192.168.116.142 3306{    #配置服务器节点VIP3    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1               #设置权重,越大权重越高    TCP_CHECK {              #r状态监测设置       connect_timeout 10       #超时配置, 单位秒       retry 3             #重试次数       delay_before_retry 3        #重试间隔       connect_port 3306         #连接端口, 和上面保持一致       }    }

}

 

注意里面IP配置正确, 修改完成后重启服务。

 

创建关闭脚本mariadb.sh

 

/usr/local/shell/mariadb.sh:

 

  •  
pkill keepalived

 

加入执行权限:

 

  •  
chmod a+x mariadb.sh

 

  • 修改Server4节点配置

 

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  •  
global_defs {   router_id vip4          # 机器标识,一般设为hostname,故障发生时,邮件通知会使用到。}vrrp_instance VI_1 {            #vrrp实例定义    state BACKUP               #lvs的状态模式,MASTER代表主, BACKUP代表备份节点    interface ens33               #绑定对外访问的网卡    virtual_router_id 112        #虚拟路由标示,同一个vrrp实例采用唯一标示    priority 98               #优先级,100代表最大优先级, 数字越大优先级越高    advert_int 1              #master与backup节点同步检查的时间间隔,单位是秒    authentication {           #设置验证信息        auth_type PASS         #有PASS和AH两种        auth_pass 6666         #验证密码,BACKUP密码须相同    }    virtual_ipaddress {         #KeepAlived虚拟的IP地址        192.168.116.151    }}virtual_server 192.168.116.151 3306 {       #配置虚拟服务器IP与访问端口    delay_loop 6                 #健康检查时间    persistence_timeout 0        #会话保持时间,这里要做测试, 所以设为0, 实际可根据session有效时间配置    protocol TCP               #转发协议类型,支持TCP和UDP    real_server 192.168.116.143 3306{    #配置服务器节点VIP4    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1               #设置权重,越大权重越高    TCP_CHECK {              #r状态监测设置       connect_timeout 10       #超时配置, 单位秒       retry 3             #重试次数       delay_before_retry 3        #重试间隔       connect_port 3306         #连接端口, 和上面保持一致       }    }

}

 

创建关闭脚本mariadb.sh

 

/usr/local/shell/mariadb.sh:

 

  •  
pkill keepalived

 

给所有的用户组加入执行权限:

 

  •  
chmod a+x mariadb.sh

 

  • 修改完后重启Keepalived服务

 

6)清理数据并验证

 

  • 通过应用服务动态扩容接口做调整和验证

 

  • 在Server1节点清理数据

 

根据取模规则, 保留accountNo为偶数的数据

 

  •  
delete from t_trade_order where accountNo % 2 != 0

 

  • 在Server2节点清理数据

 

根据取模规则, 保留accountNo为奇数的数据

 

  •  
delete from t_trade_order where accountNo % 2 != 1

 

三、keepalived高可用配置大全

 

在Server1(192.168.116.140)中执行:

 

  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=3207, master_connect_retry=30;

 

在Server2(192.168.116.141)中执行:

 

  •  
MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000012', master_log_pos=1951, master_connect_retry=30;

 

在Server3(192.168.116.142)中执行:

 

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MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.140',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000013', master_log_pos=2781, master_connect_retry=30;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

在Server4(192.168.116.143)中执行:

 

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MariaDB [(none)]> change master to master_host='192.168.116.141',master_user='replica', master_password='replica', master_port=3306, master_log_file='mysql-bin.000005', master_log_pos=7358, master_connect_retry=30;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

 

 

1、Server1和Server2双主关系

 

1)Server1: keepalived.conf

 

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip1}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface ens33    virtual_router_id 111    priority 100    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 6666    }    virtual_ipaddress {        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {    delay_loop 6    lb_algo rr    lb_kind DR // NAT|DR|TUN    persistence_timeout 0    protocol TCP    real_server 192.168.116.140 3306 {    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1    TCP_CHECK {       connect_timeout 10       retry 3       delay_before_retry 3       connect_port 3306       }    }}

 

2)Server2:keepalived.conf

 

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip2}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface ens33    virtual_router_id 111    priority 98    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 6666    }    virtual_ipaddress {        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {    delay_loop 6    lb_algo rr    lb_kind DR    persistence_timeout 0    protocol TCP    real_server 192.168.116.141 3306{    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1    TCP_CHECK {       connect_timeout 10       retry 3       delay_before_retry 3       connect_port 3306       }    }}

 

 

2、新增数据库VIP

 

1)Server2:keepalived.conf

 

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip2}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface ens33    virtual_router_id 112    priority 100    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 6666    }    virtual_ipaddress {        192.168.116.151    }}virtual_server 192.168.116.151 3306 {    delay_loop 6    persistence_timeout 0    protocol TCP    real_server 192.168.116.141 3306{    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1    TCP_CHECK {       connect_timeout 10       retry 3       delay_before_retry 3       connect_port 3306       }    }}

 

 

3、Server1和Server3双主关系

 

1)Server3: keepalived.conf

 

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip3}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface ens33    virtual_router_id 111    priority 98    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 6666    }    virtual_ipaddress {        192.168.116.150    }}virtual_server 192.168.116.150 3306 {    delay_loop 6    lb_algo rr    lb_kind DR    persistence_timeout 0    protocol TCP    real_server 192.168.116.142 3306 {    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1    TCP_CHECK {       connect_timeout 10       retry 3       delay_before_retry 3       connect_port 3306       }    }}

 

 

4、Server2和Server4双主关系

 

1)Server4: keepalived.conf

 

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

 

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global_defs {   router_id vip4}vrrp_instance VI_1 {    state BACKUP    interface ens33    virtual_router_id 112    priority 98    advert_int 1    authentication {        auth_type PASS        auth_pass 6666    }    virtual_ipaddress {        192.168.116.151    }}virtual_server 192.168.116.151 3306 {    delay_loop 6