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前面介绍了基于mycat中间的MySQL架构,从mysql数据库、mycat集群,haproxy(或者lvs)各个环节灭掉了单点,再加上mycat的守护进程,在高可用和负载均衡上投入到生产都没啥问题。
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但是随着数据量越来越大,数据库越来越多,管理问题就被提上来了。特别是整个项目组只有你一个dba的时候,真的是压力山大。没个工具把整个集群管起来,效率会很低。目前我们mycat后面有16个mysql实例(只算主的数量,另有16个从),每个mysql实例差不多分10个分库,合计约160个分库。因为单逻辑表达到几十亿甚至百亿,所以每个分库中那些大表还是好几千万数据量的。
以下是我们遇到的一些问题,所以我只能通过建设工具平台来提高效率。
平台的部分功能已经投入使用,部分还在开发,继续完善中。这里介绍下我们的几个功能:
(说明:我们平台的开发使用非常多的开源程序,我们并不是想要重新造轮子,大部分都是基于现实问题来做的实用工具。比如平台是在开源程序yearning基础上扩展的,只是做了较大的改动,后端还用了inception、mha、gh-ost等等各种开源软件,最主要的是我们希望基于mycat形成的集群管理,而不是单个数据库的管理)
一、sql语句审核
我们作为dba角色要考虑的事情,就是帮助开发写出高效、正确的sql语句。
开源软件inception(现在好像闭源了)提供了单库下的sql审核,但是不针对mycat这种分布式的结构,同时他也不提供效率的检查。(不过他的sql规范性检查挺好的,我们也在使用。)
在以前作为单库的时候,开发一般写一个正确的sql一般没问题,效率可能差一些。但是分库之后对开发是透明的,那就有可能出现问题。
查询类的sql我们做3点检查:
1、是否出现了跨库关联
mycat虽然支持跨库关联(那也是只支持2表的跨库),写法上也会不一样,前面需要加一些注解,另外性能也会是个问题。所以我们都是不允许的。
2、sql语句在多少分库中运行,在分库不是很多的时候,一个sql语句在多个库中执行也许不是问题,但是一旦分库很多,并且语句查询量很大时,对mycat本身会造成很大的压力,这回引起mycat的处理能力下降,数据返回延时等。如下面某个语句我们按照账号查询时,分析的结果将是在139个分库中执行,就会有存在可能的风险。
3、sql语句在后端数据库执行的效率
通常我们会使用explain检查sql的执行计划。
后端有很多分库的时候,是否可能存在部分库索引问题等?
我们的sql语句审核功能中就提供了以上的功能。有了这个之后开发人员基本上能自己评估sql了,当然最后还是要我审核之后sql才能生效。
根据我们的分类,sql语句的风险等级分为1-10个等级,我们可以分级定权限,比如1级可以让普通运维审核即可,2级以上则需要DBA来审核。
二、DDL操作
假设要创建一张新表,那么要看这个表的分库方式,全局?分片?不分片?等等
如果是全局表或者分库表,那么我们第一步就是要确定哪些分库上要建表,没有工具的话,这并不容易。我们之前写了一些脚本来帮助我们做这些事情,但是终归不是很方便。建表之后我们还得往mycat集群上的每个mycat配置文件中添加表,也不方便。
在建表方面的规范性,这很重要。比如说我们要使用一些工具如 pt-ocs或者gh-ost,他们都需要主键(或者唯一索引),这些常常被开发同事所忽略。另外注释、字符集等等这些更容易被忽略。所以我们特别要感谢下inception这个工具,可以帮助我们实施标准规范。
在ddl方面,如果要对现有的表做修改,这个更加悲催了,以我们表的规模,即使分成了100多个分库表,每张单表也还是有几千万记录。我们都知道mysql上对大表直接操作alter table 是会造成非常可怕的后果。所以我们还需要能够支持批量处理ddl语句的功能。
现在流行的操作方式是借助通过pt-ocs 或者gh-ost 这种开源工具进行。gh-ost的侵入更少,更可控,所以我们采用了gh-ost。如页面上所示,定好时间,基本上就能自动执行了。
三、mha高可用,监控和操作
我们上面介绍了,使用mha搭建了mysql高可用方案。数据库多了之后,人肉方式的监控和执行肯定不行的。zabbix和nagios能帮我们建立一些监控。执行方面,在后台命令行方式固然很酷,但是实例多了之后就不方便。所以我们还得有一个mha监控和操作的平台。有了这个平台,有时候我们需要人工切换的时候可以直接操作了。这样即使是普通的运维人员,只要授权就可以进行切换.
四、mycat之间的配置同步生效
haproxy将mycat组成了集群,对数据库的请求可能发往任何一个mycat服务,所以必须保证mycat的配置一致性。在单个mycat情况下,这不是问题,在多个mycat下这就会成为一个风险点。
mycat是通过文件配置的,mycat之间不会有通信,当然也就没有同步上锁等待的操作。(据说2.0版会开发mycat集群,也许就没有这个问题了)
理想的操作方式:mycat做统一配置,统一配置发布后,各个mycat上锁不允许新的请求进来,然后加载新配置,新配置完成并生效后解锁可用。
现实的操作方式:选择在业务较为空闲的时间,在haproxy配置中只保留一个mycat,其他的全部注释掉。
其他mycat配置修改并生效之后,放开注释,原来留下的那个注释掉,重载haproxy配置。
将最后那个mycat配置修改好
最后把全部mycat都放开
这一系列的操作通过手工操作,容易出现纰漏,于是我们把他做成程序的自动调度方式。
建议:如果mycat能够提供一个配置版本号的话,我们更容易检测(监控)到配置是否是最新的。如以时间戳为版本号,我们可以比对不同mycat之间是否配置一致。
五、mysql实例迁移调度管理
在一个mysql实例下运行很多库(database),还是一个实例一个库?
我们现在的规模,最大的逻辑库被分为1百多个库,当然也有些是单库,加起来总有个150个库以上。那些比较大的逻辑表,记录数一般都是几十亿到百亿 。
分库多了之后就会带来一个问题,我们应该起多少个mysql实例?
先说现状:我们现在的规模是15个mysql,每个mysql实例内大约建10个database。每个实例数据量大约1T左右。
单个mysql到1T左右,迁移、备份和恢复都是有比较大的困难的(别跟说有从库就不用备份,那是瞎扯)。
现实是我们每个mysql都很大,也没有共享存储,所以我们无法进行快速的调度(网速也只有千兆,如果数据迁移,这个时间太长)。
如果将大的mysql实例分成10个小的mysql实例,100G左右的数据库,就会灵活很多。
假设每个mysql能快速调度到需要的服务器上(这个时间只要小于能容忍的做大时间),理论上我们每台服务器可以使用掉90%的资源,一台挂掉之后,将该台上的10个mysql分别调度到其他10台服务器上,这是不是听起来很棒,但是在4个9的稳定性要求之下,没有共享存储这种又是不可能的。
如果每个库都独立一个mysql实例,带来的问题就是一下子变成150多个实例(然后再加上1-2倍的从库),就你一个dba,立马有种要疯掉的感觉。
所以我坚持了一个mysql实例上分多个库,即使他单实例数据量大了不方便。
现在我们在平台的调度管理,10个和100个没有什么区别的时候,我们就可以把他细分了。这个我们暂时还没有完成。
问题六、备份与恢复的管理以及分片后带来的挑战
日常备份和恢复是DBA的一项重要工作,但是自动化的备份脚本扔在那里是否执行成功呢,备份是否可用呢,这些都是问题。
所以我们需要做一个备份和恢复的管理。(备份结果在mha的图中有最后备份成功时间,其他功能正在开发中)
最后我还想说下在数据被分片之后,在备份和恢复上是带来很大的问题的。
分片之后数据库多一点没有关系,只要我们有管理平台就可以。
最大的挑战是多台数据库服务器之间的备份时间一致性问题。
事务型数据库(oltp)中很重要的一个要求就是数据的时间一致性。
分库之后,我们能保证的是单库内部的一致性,却很难保证多库之间的一致性。
比如:用户U1的数据在D1库中,用户U2的数据在D2库中,如果U1和U2之间有关联的交易(如转账等)。
这个时间D1发生的奔溃,在恢复的时候必须保证D1库和D2库的时间点一致性。这很难。
事实上我们没有能够做到这点。
可做的是尽可能的将同一用户的数据存放在一个库中,加以订单表和一些冗余日志进行校验恢复。
这些工作需要在设计之初就要考虑。
七、现场慢查询的查杀
这个功能很简单,但是却非常实用。
因为分库很多,如果线上出现影响性能的慢查询,我们需要立刻把他找出来并且杀掉。以前我们手工操作,通过脚本再怎么熟练也需要不少的时间。
现在页面上可以一键查杀非常方便。
七、数据flashback
现在也有开源程序可以实现对数据更新语句的回滚,很好用。
如果是直接通过连接mysql的方式执行的语句,我们通常可以通过连接进程号就能精确的知道具体执行的内容。
通过mycat中间件之后执行的sql语句,就很难获得非常准确的内容。
这时只能通过时间、执行的数据库和表名等从每个mysql上获得一个大致范围,然后通过人工刷选进行确认。(这个功能还未完成)
其他还有很多我们需要的功能,目前是列了一堆计划,如果你有兴趣,可以给我提提意见。
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