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：

 

 

  •  
  •  
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    lb_algo rr    lb_kind DR    persistence_timeout 0    protocol TCP    real_server 192.168.116.143 3306{    notify_down /usr/local/shell/mariadb.sh    weight 1    TCP_CHECK {       connect_timeout 10       retry 3       delay_before_retry 3       connect_port 3306       }    }}

 

作者丨博学谷狂野架构师
来源丨网址：https://juejin.cn/post/7121593515515068424
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最新评论
访客 2024年04月08日

如果字段的最大可能长度超过255字节，那么长度值可能…

访客 2024年03月04日

只能说作者太用心了，优秀

访客 2024年02月23日

感谢详解

访客 2024年02月20日

一般干个7-8年（即30岁左右），能做到年入40w-50w；有…

访客 2023年08月20日

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