mysql主从同步异步场景的分析

之所以进行这块内容的研究，主要针对之前遇到的两个未解的疑惑：

a． 线上有个系统，半同步状态经常从半同步变成异步，然后又马上恢复为半同步，具体原因未明，虽然之前也猜得八九不离十，但还是未完全确定。

b． 前段时间因为有业务场景需求，做了跨机房异步复制测试。当mysql写qps非常高的时候，发现很多日志还没有来得及发送到从库，也就是binlog日志在主库的产生速度大于传送到从库的速度，这个速度差一直存在，因此当主库在持续高压力地产生binlog的时候，越来越多的binlog没有传送到从库，但当时的网络流量也才18M/S左右（一主一从），从常规的知识认为，千兆的网络传送的速度可以达到100M，而当前的主从之间的binlog传送速度只达到了18M左右，原因是什么？ 是网络问题？ 还是其他原因。

主从复制原理

Dump线程与io线程

当主从复制关系建立之后，主库上有个dump线程，用来传送在主库产生的binlog日志的，而从库上的io线程，则用来接收由dump线程通过网络传送到从库的binlog日志，并负责将其写入relay log 中去。 这就是主从复制的机制， 同时，由于是异步复制，传送过程不需要ack的确认。

疑问也正在此处——因为是异步传输，如果单纯地理解为binlog文件直接网络传送，这个速度应该很快才是，但实际情况:在我们的测试环境中，binlog日志的传送速度才18M/s ，小于日志产生的22M/s左右的速度。为什么只有这个速度，而没有把网络带宽用满？原因是什么？

日志传送细节

主从复制的结构中，主库上的dump线程跟从库上的io线程各自有一个，所以不存在多线程地并发发送跟接收的情况，只需要了解binlog dump线程的工作机制，就能了解所有的细节。

通过解析binlog文件，我们可以知道，一个事务可以包含多个event, 下面是一个{BANNED}最佳简单的事物的在binlog中所记录的信息：

# at 33580

#170531 17:22:53 server id 153443358  end_log_pos 33645 CRC32 0x4ea17869        GTID    last_committed=125      sequence_number=126

SET @@SESSION.GTID_NEXT= ‘e1028e43-4123-11e7-a3c2-005056aa17e6:198’/*!*/;

# at 33645

#170531 17:22:53 server id 153443358  end_log_pos 33717 CRC32 0x66820e00        Query   thread_id=4     exec_time=0     error_code=0

SET TIMESTAMP=1496222573/*!*/;

BEGIN

/*!*/;

# at 33717

#170531 17:22:53 server id 153443358  end_log_pos 33770 CRC32 0x22ddf25e        Table_map: `test`.`xcytest` mapped to number 222

# at 33770

#170531 17:22:53 server id 153443358  end_log_pos 33817 CRC32 0x61051ea0        Write_rows: table id 222 flags: STMT_END_F

BINLOG ‘

bYsuWRMeXCUJNQAAAOqDAAAAAN4AAAAAAAEABHRlc3QAB3hjeXRlc3QAAgMPAlgCAl7y3SI=

bYsuWR4eXCUJLwAAABmEAAAAAN4AAAAAAAEAAgAC//x9AAAABQBzZGZhc6AeBWE=

‘/*!*/;

### INSERT INTO `test`.`xcytest`

### SET

###   @1=125 /* INT meta=0 nullable=0 is_null=0 */

###   @2=’sdfas’ /* VARSTRING(600) meta=600 nullable=1 is_null=0 */

# at 33817

#170531 17:22:53 server id 153443358  end_log_pos 33848 CRC32 0x630805b4        Xid = 303

COMMIT/*!*/;

每一个at xxxxx段，是一个event .

函数Binlog_sender::send_events 就是发送binlog中的event事件的函数:

函数入参：

end_pos，当前读到的binlog文件的{BANNED}最佳末尾位置。

log_cache，记录是当前传送的日志的信息，包含已经传送的binlog日志的位置，以及binlog日志文件。

函数逻辑分析：

如果当前已发送的位置log_pos小于已获取到的文件的末尾位置end_pos.则表明还有binlog日志未发送，进入循环。

循环体内：

a. 首先调用函数read_event,获取一个事件event.

b. Log_event_type event_type= (Log_event_type)event_ptr[EVENT_TYPE_OFFSET];

该语句用来获取事件event的类型，然后进行类型检查

check_event_type(event_type, log_file, log_pos)，如果没有通过检查，直接返回1给上层函数。

c. log_pos= my_b_tell(log_cache); 更新log_pos位置，也就是将读binlog位置的游标前移到当前位置。

d. 然后调用send_packet() 函数进行binlog的发送。

原来， 不管当前还有多少binlog没有同步到从库，主库发送binlog的粒度依然是一个一个event的发送，发送之前，还需要检查event的类型。因为是小包发送，所以网络的流量并不大。

但需要说明一下出现这个现象的前提条件：我们测试环境中，当时数据库的写qps达到了50000以上，所以需要发送的event特别多，即使是异步，也导致单线程的dump线程来不及发送当前产生的日志。

当写的qps巨大的时候，确实存在来不及发送日志的情景。

总结

现在，再来回头看线上遇到的问题，“同步状态经常从半同步状态变成异步状态，然后又被及时复原到半同步状态”，原因是该数据库是一个分析系统，有时候会做批量的更新，以及批量的导入。同时，数据库设置的binlog格式为row模式，对于一个更新多行的事务，里面包含很多的event(一行是一个event), 所以发送这个事务的binlog耗时会比较长，无法在1秒钟内发送完成（半同步的timeout时间设置为1），所以半同步状态变成了异步。