MySQL主从同步机制和同步延时问题追查

服务器

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2019-2-18

今天遇到一个问题,Mysql持续报错,主从同步延时数过大或错误。所以这篇文章给大家分享下主从同步的机制原理以及问题排查思路。

故障表现

最直观的表现为:

mysql> show slave status\G;
    // 状态一
    Seconds_Behind_Master: NULL
    // 状态二
    Seconds_Behind_Master: 0
    // 状态三
    Seconds_Behind_Master: 79

连续查询,大部分时间该属性值=0,偶发性出现Null或者79等延时值。导致观察主从同步延时的监控持续报警。

故障原因及解决方案

多台备机的server-id一致,导致主机无法长时间同某一台备机连接,进而无法正常同步。

修改server-id后,重启数据库恢复。

主从同步机制

MySQL的主从同步,又称为复制(replication),是一种内置的高可用高性能集群解决方案,主要功能有:

  1. 数据分布:同步不需要很大带宽,可以实现多数据中心复制数据。
  2. 读取的负载均衡:通过服务器集群,可以通过DNS轮询、Linux LVSGSLB(全局负载均衡)方式,降低主服务器的读压力。
  3. 数据库备份:复制是备份的一部分,但并不能代替备份。还需要与快照相结合。
  4. 高可用性和故障转移:从服务器可以快速切换为主服务器,减少故障的停机时间和恢复时间。

主从同步分为3步:

  1. 主服务器(master)把数据更改记录到二进制日志(binlog)中。
  2. 从服务器(slave)把主服务器的二进制日志复制到自己的中继日志(relay log)中。
  3. 从服务器重做中继日志中的日志,把更改应用到自己的数据库上,达到数据的一致性。

主从同步是一个异步实时的同步,会实时的传输,但存在执行上的延时,如果主服务器压力很大,延时也会相应扩大。

通过上面的图,可以看到一共需要3个线程:

  1. 主服务器的日志传送线程:负责将二进制日志增量传送到备机
  2. 从服务器的I/O线程:负责读取主服务器的二进制日志,并保存为中继日志
  3. 从服务器的SQL线程,负责执行中继日志

查看MySQL线程

我们可以使用show full processlist;命令来查看MySQL的状态:

主机的状态:

备机的状态:

可以看到,我的集群架构为1台主机、4台备机,所以在主机中有4个同步线程(已经发送所有的binlog数据到备机,等待binlog日志更新),1个查看命令线程(show full processlist)。在备机中有1个查看命令线程,1个I/O线程(等待主机发送同步数据事件),1个SQL线程(已经读取了所有中继日志,等待I/O线程来更新它)。

查看同步状态

因为主从同步是异步实时的,也就是会存在延时的情况,我们可以通过show slave status;来查看备机上的同步延时:

在主从同步中我们需要关注的一些属性,已经给大家标红了:

  1. Slave_IO_State: 当前I/O线程的状态
  2. Master_Log_File: 当前同步的主服务器的二进制文件
  3. Read_Master_Log_Pos: 当前同步的主服务器的二进制文件的偏移量,单位为字节,如图中为已经同步了12.9M(13630580/1024/1024)的内容
  4. Relay_Master_Log_File: 当前中继日志同步的二进制文件
  5. Slave_IO_Running: 从服务器中I/O线程的运行状态,YES为运行正常
  6. Slave_SQL_Running: 从服务器中SQL线程的运行状态,YES为运行正常
  7. Exec_Master_Log_Pos: 表示同步完成的主服务器的二进制日志偏移量
  8. Seconds_Behind_Master: 表示从服务器数据比主服务器落后的持续时长

同样可以通过show master status;命令来查看主服务器的运行状态:

正常运行的主从同步状态:

Slave_IO_Running: YES
Slave_SQL_Running: YES
Seconds_Behind_Master: 0

问题排查

在理解了主从同步的机制后,再来看今天遇到的问题,通过查看备机状态,我们观察在三种状态下的几个关键属性值:

mysql> show slave status\G;
#状态一:
    Slave_IO_State: Reconnecting after a failed master event read
    Slave_IO_Running: No
    Slave_SQL_Running: Yes
    Seconds_Behind_Master: NULL
#状态二:
    Slave_IO_State: Waiting for master to send event
    Slave_IO_Running: Yes
    Slave_SQL_Running: Yes
    Seconds_Behind_Master: 0
#状态三:
    Slave_IO_State: Queueing master event to the relay log
    Slave_IO_Running: Yes
    Slave_SQL_Running: Yes
    Seconds_Behind_Master: 636

通过MySQL主从复制线程状态转变,我们可以看到三种状态的不同含义:

# 状态一
# 线程正尝试重新连接主服务器,当连接重新建立后,状态变为Waiting for master to send event。
Reconnecting after a failed master event read
# 状态二
# 线程已经连接上主服务器,正等待二进制日志事件到达。如果主服务器正空闲,会持续较长的时间。如果等待持续slave_read_timeout秒,则发生超时。此时,线程认为连接被中断并企图重新连接。
Waiting for master to send event

# 状态三
# 线程已经读取一个事件,正将它复制到中继日志供SQL线程来处理。
Queueing master event to the relay log

在这里,我们可以猜测,由于某些原因,从服务器不断的和主服务器进行断开并尝试重连,重连成功后又再次断开。

我们再看看主机的运行情况:

发现问题出在10.144.63.*10.144.68.*两台机器上,我们查看其中一台的错误日志:

190214 11:33:20 [Note] Slave: received end packet from server, apparent master shutdown: 
190214 11:33:20 [Note] Slave I/O thread: Failed reading log event, reconnecting to retry, log 'mysql-bin.005682' at postion 13628070

拿到关键字Slave: received end packet from server, apparent master shutdown: Google搜索一下,在文章Confusing MySQL Replication Error Message中可以看到原因为两台备机的server-id重复。

One day it happen to me, and took me almost an hour to find that out.

Moving foward I always use a base my.cnf to I copy to any other server and the first thing is to increase the server-id.

Could MySQL just use the servername intead of a numeric value?

问题修复

定位了问题,我们确认下是否重复,发现两台备机的该字段确实相同:

vim my.cnf

#replication
log-bin=mysql-bin
# 这个随机数字相同导致的
server-id=177230069
sync_binlog=1

更改一个其他不同的数字,保存,重启MySQL进程,报警恢复。

总结

最终来看,这个问题的解决非常简单,但从刚开始的迷茫到最后的思路清晰,都是我们排查问题所常见的,这篇文章的主要收获是让你明白主从同步的机制和追查问题的思路,希望下次我们都能很快的解决主从同步带给我们的问题。

参考资料

  1. 《MySQL基础内幕 InnoDB存储引擎 第2版》P8.7 复制
  2. MySQL主从复制线程状态转变: http://www.ywnds.com/?p=3821
  3. Confusing MySQL Replication Error Message: https://www.percona.com/blog/…