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在一主一备的双 M 架构里,主备切换只需要把客户端流量切到备库;而在一主多从架构里,主备切换除了要把客户端流量切到备库外,还需要把从库接到新主库上。

主备切换有两种场景,一种是主动切换,一种是被动切换。而其中被动切换,往往是因为主库出问题了,由 HA 系统发起的。

而怎么判断主库出现了问题则是一个重点。

select 1判断

select 1 成功返回,只能说明这个库的进程还在,并不能说明主库没问题。

我们设置 innodb_thread_concurrency 参数为3控制InnoDB 的并发线程上限。也就是说,一旦并发线程数达到这个值,InnoDB 在接收到新请求的时候,就会进入等待状态,直到有线程退出。

此时执行三个select sleep(100) from t,然后执行 select 1会返回成功,但执行select * from t会阻塞。这select 1 成功返回,只能说明这个库的进程还在,并不能说明主库没问题。

在 InnoDB 中,innodb_thread_concurrency 这个参数的默认值是 0,表示不限制并发线程数量。但是,不限制并发线程数肯定是不行的。因为,一个机器的 CPU 核数有限,线程全冲进来,上下文切换的成本就会太高。

所以,通常情况下,我们建议把 innodb_thread_concurrency 设置为 64~128 之间的值。这时,你一定会有疑问,并发线程上限数设置为 128 够干啥,线上的并发连接数动不动就上千了。

并发连接和并发查询,并不是同一个概念。你在 show processlist 的结果里,看到的几千个连接,指的就是并发连接。而“当前正在执行”的语句,才是我们所说的并发查询。

并发连接数达到几千个影响并不大,就是多占一些内存而已。我们应该关注的是并发查询,因为并发查询太高才是 CPU 杀手。这也是为什么我们需要设置innodb_thread_concurrency 参数的原因。

查表判断

为了能够检测 InnoDB 并发线程数过多导致的系统不可用情况,我们需要找一个访问InnoDB 的场景。一般的做法是,在系统库(mysql 库)里创建一个表,比如命名为health_check,里面只放一行数据,然后定期执行。

使用这个方法,我们可以检测出由于并发线程过多导致的数据库不可用的情况。

但是,我们马上还会碰到下一个问题,即:空间满了以后,这种方法又会变得不好使。

我们知道,更新事务要写 binlog,而一旦 binlog 所在磁盘的空间占用率达到 100%,那么所有的更新语句和事务提交的 commit 语句就都会被堵住。但是,系统这时候还是可以正常读数据的。

更新判断

既然要更新,就要放个有意义的字段,常见做法是放一个 timestamp 字段,用来表示最后一次执行检测的时间。

节点可用性的检测都应该包含主库和备库。如果用更新来检测主库的话,那么备库也要进行更新检测。

但,备库的检测也是要写 binlog 的。由于我们一般会把数据库 A 和 B 的主备关系设计为双 M 结构,所以在备库 B 上执行的检测命令,也要发回给主库 A。

但是,如果主库 A 和备库 B 都用相同的更新命令,就可能出现行冲突,也就是可能会导致主备同步停止。所以,现在看来 mysql.health_check 这个表就不能只有一行数据了。

为了让主备之间的更新不产生冲突,我们可以在 mysql.health_check 表上存入多行数据,并用 A、B 的 server_id 做主键。

由于 MySQL 规定了主库和备库的 server_id 必须不同(否则创建主备关系的时候就会报错),这样就可以保证主、备库各自的检测命令不会发生冲突。

更新判断是一个相对比较常用的方案了,不过依然存在一些问题。其中,“判定慢”一直是让 DBA 头疼的问题。

其实,这里涉及到的是服务器 IO 资源分配的问题。

首先,所有的检测逻辑都需要一个超时时间 N。执行一条 update 语句,超过 N 秒后还不返回,就认为系统不可用。

你可以设想一个日志盘的 IO 利用率已经是 100% 的场景。这时候,整个系统响应非常慢,已经需要做主备切换了。

但是你要知道,IO 利用率 100% 表示系统的 IO 是在工作的,每个请求都有机会获得 IO资源,执行自己的任务。而我们的检测使用的 update 命令,需要的资源很少,所以可能在

拿到 IO 资源的时候就可以提交成功,并且在超时时间 N 秒未到达之前就返回给了检测系统。

检测系统一看,update 命令没有超时,于是就得到了“系统正常”的结论。

也就是说,这时候在业务系统上正常的 SQL 语句已经执行得很慢了,但是 DBA 上去一看,HA 系统还在正常工作,并且认为主库现在处于可用状态。

之所以会出现这个现象,根本原因是我们上面说的所有方法,都是基于外部检测的。外部检测天然有一个问题,就是随机性。

因为,外部检测都需要定时轮询,所以系统可能已经出问题了,但是却需要等到下一个检测发起执行语句的时候,我们才有可能发现问题。而且,如果你的运气不够好的话,可能第一次轮询还不能发现,这就会导致切换慢的问题。

内部统计

针对磁盘利用率这个问题,如果 MySQL 可以告诉我们,内部每一次 IO 请求的时间,那我们判断数据库是否出问题的方法就可靠得多了。

其实,MySQL 5.6 版本以后提供的 performance_schema 库,就在file_summary_by_event_name 表里统计了每次 IO 请求的时间。

因为我们每一次操作数据库,performance_schema 都需要额外地统计这些信息,所以我们打开这个统计功能是有性能损耗的。

假设,现在你已经开启了 redo log 和 binlog 这两个统计信息,那要怎么把这个信息用在实例状态诊断上呢?

很简单,你可以通过 MAX_TIMER 的值来判断数据库是否出问题了。比如,你可以设定阈值,单次 IO 请求时间超过 200 毫秒属于异常,然后使用类似下面这条语句作为检测逻辑。

mysql> select event_name,MAX_TIMER_WAIT  FROM performance_schema.file_summary_by_event_n

发现异常后,取到你需要的信息,再通过下面这条语句:

mysql> truncate table performance_schema.file_summary_by_event_name;

把之前的统计信息清空。这样如果后面的监控中,再次出现这个异常,就可以加入监控累积值了。

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