【MySQL】MySQL5.6新特性之crash-safe

一 介绍
  MySQL 5.6 针对复制功能提供了新特性: slave支持crash-safe. 该功能可以解决之前版本中系统异常断电可能导致的SQL thread 信息不准确的问题。本文从原理方面对该特性进行介绍。
二 原理
  在了解crash-safe slave 之前，我们先分析一下MySQL 5.6 之前的版本出现 crash-unsafe 的原因。在slave上,复制包含两个线程:即replication中的IO thread和SQL thread。
IO thread负责从master拷贝binlog文件并保存到本地,拷贝过来的binlog称为relay-log. 
SQL thread负责执行relay-log.
两个线程的执行进度(偏移量)都保存在文件中.IO thread的执行状态信息保存在master.info文件,SQL thread的执行状态信息保存在relay-log.info文件。系统运行正常的情况下，这种模式到目前为止还没有问题。 需要注意的是这些文件被修改后不是同步写入磁盘的,每当系统发生crash,存储的偏移量可能都不准确.MySQL 5.5通过两个参数修复了该问题,使用sync_master_info=1和sync_replay_log_info=1 来保证Slave 的两个线程每次写一个事务就分别向两个文件同步一次 IO thread和SQL thread当前执行的信息。当然同步操作不是免费的,频繁更新磁盘文件需要消耗性能,如果你的RAID设备的IO策略设置为WRITEBACK 模式,那么这种方法便可以接受的。
 但是,即使设置了sync_master_info=1和sync_relay_info=1, 问题还是会出现，因为复制信息是在transactions提交后写入的,如果crash发生在事务提交和OS写文件之间，那么relay-log.info就可能是错误的。当slave从新启动的时候,最后那个事务可能会被执行两次.具体的影响取决于事务的具体操作.复制可能会继续运行比如update/delete,或者报错 比如insert操作，此时主从数据的一致性可能会被破坏。
 MySQL 5.6版本通过将复制信息存放到表中来解决此问题.通过配置两个参数 relay_log_info_repository=TABLE，master_info_repository=TABLE，relay log info 会存放到 mysql.slave_relay_log_info表中，master info 会存放mysql.slave_master_info表中。就是把SQL线程执行事务和更新mysql.slave_replay_log_info的语句看成一个事务处理,这样就会一直同步的.
我们可以通过伪代码来了解crash-safe 的原理

crash-unsafe情况下 SQL_thread 的 的工作模式

START TRANSACTION;
 
 Statement 1

  ...

 Statement N

 COMMIT;

Update replication info files 

crash-safe情况下 SQL_thread 的 的工作模式

START TRANSACTION;
 
  Statement 1

  ...

  Statement N

  Update replication info

COMMIT 

crash-safe就是将relay-info.log的信息保存在InnoDB的事务表中，这时执行relay log中的事务和写relay info在一个事务中，就能得到原子性保证。从而避免已执行的binlog位点和写入relay log info 的位点信息不一致的情况发生。看到这里也请各位读者思考一下 ，现在的这种方案是否完美，有哪些问题？
 从上面的改变解决了SQL thread记录执行状态可能导致不一致的风险，但是对于IO thread 依然存在问题 。IO thread 从master上拷贝binlog写入 relay log中,每个二进制日志由多个log event组成，所以每接收到一个log event就需要更新master-info.log而且该是写入操作系统缓存。从IO thread的工作原理来看，它没有办法 将写入master info和拉取binlog放到同一个事务中而保持原子操作，因此IO thread 的行为是会对数据一致性会产生影响，设想一个log event传送到了relay log中两次的情形。 如何解决呢？
 方案一 通过参数sync_master_info可以控制fdatasync的时间。默认值是10000,表示IO线程的偏移量每10000个事务更新一次 ，通过设置其为1，每写一次事务便同步到master.info 。
 方案二 通过MySQL 5.5版本开始提供的参数relay_log_recovery ，当slave发生crash后重启之后重连master时，slave不根据master-info.log的信息进行重连，而是根据relay-info中执行到master的位置信息重新开始拉master上的日志数据。

三 如何使用 
  1 停止slave的mysql实例
  2 my.cnf文件中添加
     master-info-repository=TABLE
     relay-log-info-repository=TABLE
     relay-log-recovery
  3 重启slave的mysql实例
注意:
如果是MySQL 5.6.5 或者更早期。slave_master_info 和 slave_relay_log_info 表默认使用MyISAM 引擎。所以还得修改成innodb，如下：

ALTER TABLE mysql.slave_master_info ENGINE=InnoDB; 
 
ALTER TABLE mysql.slave_relay_log_info ENGINE=InnoDB 

四 小结 
   MySQL 5.6 版本为MySQL的稳定性做出了很多改进，这点值得MySQL DBA 去关注，也值得大家去思考，这些改善点还有那些不足之处？有如何解决？

五 参考文章
 1  MySQL 5.6 Manual --slave logs  
 2  MySQL crash-safe replication  
 3  Enabling crash-safe slaves with MySQL 5.6 
 4  MySQL5.6 crash-safe replication一个坑
 5  Crash-safe Replication --推荐
 6  Better Crash-safe replication for MySQL