Percona XtraDB Cluster 初探

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Percona XtraDB Cluster（下文简称 PXC 集群）提供了 MySQL 高可用的一种实现方法。PXC 集群以节点组成（推荐至少 3 节点，后面会讨论两节点的情况），每个节点都是基于常规的 MySQL/Percona Server，意味着你可以从集群中分离出某节点单独使用。集群中每个节点都包含完整的数据。

PXC 集群主要由两部分组成：Percona Server with XtraDB 和 Write Set Replication patches（使用了 Galera library，一个通用的用于事务型应用的同步、多主复制插件）。

PXC 的特性和优点：

同步复制
支持多主复制
支持并行复制
相比其他高可用方案更像真正意义上的高可用

PXC 的局限和劣势：

当前版本（5.6.20）的复制只支持 InnoDB 引擎，其他存储引擎的更改不复制。然而，DDL（Data Definition Language）语句在 statement 级别被复制，并且，对 mysql.* 表的更改会基于此被复制。例如 CREATE USER…语句会被复制，但是 INSERT INTO mysql.user…语句则不会。（也可以通过 wsrep_replicate_myisam 参数开启 myisam 引擎的复制，但这是一个实验性的参数）
由于 PXC 集群内部一致性控制的机制，事务有可能被终止，原因如下：集群允许在两个节点上通知执行操作同一行的两个事务，但是只有一个能执行成功，另一个会被终止，同时集群会给被终止的客户端返回死锁错误(Error: 1213 SQLSTATE: 40001 (ER_LOCK_DEADLOCK))
写入效率取决于节点中最弱的一台，因为 PXC 集群采用的是强一致性原则，一个更改操作在所有节点都成功才算执行成功

下面从安装部署和功能和性能测试三个方面开始 PXC 之旅。

安装部署

实验环境：三台 server（硬件配置相同），信息如下：

node #1
    hostname: percona1
    IP: 192.168.1.35
node #2
    hostname: percona2
    IP: 192.168.1.36
node #3
    hostname: percona3
    IP: 192.168.1.37

注意：Firewall has been set up to allow connecting to ports 3306, 4444,4567 and 4568
SELinux isdisabled 如果不关闭 SELinux，启动其他（node1 之外）节点时，错误日志里会记录“[ERROR] WSREP:Permission denied”

在三台 server 安装 Percona-XtraDB-Cluster-56

安装 epel 源
yum install http://dl.Fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
（包含比较全比较新的软件源。最关键的是包含 PreconaXtraDB Cluster 所依赖的 socat 软件）
vi /etc/yum.repos.d/epel.repo（修改 epel 原配置以可用 epel 源）

将其中 baseurl 行的注释去掉，同时将 mirror 行注释
安装 Precona XtraDB Cluster 所需要的扩展包，以防在后期配置时候报错
yum install -y cmake gcc gcc-c++ libaio libaio-devel automake autoconf bzr bisonlibtool ncurses5-devel boost
安装配置 Precona 官方 yum 源
yum install http://www.percona.com/downloads/percona-release/percona-release-0.0-1.x86_64.rpm
安装 socat
socat is a relay for bidirectional data transfer between two independentdata channels.（Socat 是一个在两个独立数据的双向传输之间起到中继作用的软件）

配置好 epel 源之后，可直接执行 yum install socat*
若无法 yum 安装 socat，则按照以下步骤编译安装
```
wget  http://www.dest-unreach.org/socat/download/socat-1.7.2.4.tar.gz
tar zxvf  socat-1.7.2.4.tar.gz
./configure
Make && make install
```
安装 perl 组件（xtrabackup 需要的组件）
yum install perl-DBD-MySQL perl-DBI perl-Time-HiRes
安装 Percona-XtraDB-Cluster 及其相关组件
yum install Percona-XtraDB-Cluster-56（如下图）

初始化 Percona-XtraDB-Cluster 集群

在任意节点（一般为 node1）上执行集群的初始化操作
创建 /etc/my.cnf，内容如下

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
user=mysql
# Path to Galeralibrary
wsrep_provider=/usr/lib64/libgalera_smm.so
# Cluster connectionURL contains the IPs of node#1, node#2 and node#3---- 所有节点的 ip
# 第一次启动 node1 节点时，此处不写各节点 IP，需写成下面一行配置
wsrep_cluster_address=gcomm://
# 第一次启动 node1（初始化集群）完成后，此处需要改成下面一行配置
#wsrep_cluster_address=gcomm://192.168.1.35,192.168.1.36,192.168.1.37
# In order for Galerato work correctly binlog format should be ROW
binlog_format=ROW
# MyISAM storageengine has only experimental support
default_storage_engine=InnoDB
# This changes howInnoDB autoincrement locks are managed and is a requirement for Galera
innodb_autoinc_lock_mode=2
# Node #1 address---- 本机 ip
wsrep_node_address=192.168.1.35
# SST method---- 节点间同步的方式
wsrep_sst_method=xtrabackup-v2
# Cluster name
wsrep_cluster_name=my_CentOS_cluster
# Authentication forSST method---- 来做节点间数据同步的账号密码
wsrep_sst_auth="sstuser:s3cret"

（其他 mysql 相关参数绝大多数也可以直接在配置文件里添加）

注意：第一次启动 node1（初始化集群）时，配置文件里 wsrep_cluster_address=gcomm:// 不需加上各节点 IP, 否则其他节点会无法启动；当初始化完成后，需将此处修改为加上各节点 IP

在 node1 执行 /etc/init.d/mysql bootstrap-pxc 来初始化集群，如图
Percona XtraDB Cluster 初探

然后再修改配置文件 my.cnf 将wsrep_cluster_address=gcomm:// 行改为 wsrep_cluster_address=gcomm://192.168.1.35,192.168.1.36,192.168.1.37

然后，执行service mysql restart 至此，集群初始化完成，并且 node1 启动

置 mysql root 密码
mysql@percona1>UPDATE mysql.user SET password=PASSWORD("Passw0rd") whereuser=’root’;
mysql@percona1>FLUSH PRIVILEGES;
设置用于复制的账户密码
mysql@percona1>GRANT RELOAD, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT ON *.* TO’sstuser’@’localhost’identified by‘s3cret’;

配置 node2、node3 并启动

将 node1 的 /etc/my.cnf 内容拷贝至 node2 和 node3，并修改其中 wsrep_node_address=192.168.1.35 改为本机 ip。

然后启动 node2、node3。执行 service mysql start
注意：node2、node3 会从 node1 同步账号设置的更改

配置成功以后如果集群内所有节点实例均 crash 后，再启动时都需要选择一个存有最新正确数据的节点作为主节点，执行 /etc/init.d/mysql bootstrap-pxc 启动；然后再启动他节点。

写入效率初测

测试方法为
1. 将三个节点分别作为单独的 server 导入一个 sql 文件，执行三次取时间平均值

time mysql -uroot -pxxx system < /system.sql
平均时间约为 6m20s

2. 开启完整集群，在三个节点分别执行一遍导入操作，取三次执行时间平均值

平均时间约为 7m50s

经过初步测试写性能 PXC 集群相比单 server 下降约 12%。

部分参数调优

Variable wsrep_slave_threads：复制线程的数量，galera 支持真正的并行复制，适当增大此值可以在复制时获得更好的吞吐量，如果更改此值后遇到复制的某些问题，尝试将此值改回 1，查看是否解决。（默认 1)
wsrep_provider_options=”gcache.size=512M”，调节 galera 的缓存大小，或许对减少 IO 有帮助
variable gcache.mem_size
variable gcache.size 此参数定义作为‘IST 增量同步’的内容源的 galera.cache 文件的大小。此文件设置的大些以便节点重新加入集群式更有可能采用 IST 而非 SST。（默认 128M）
variable gcs.fc_master_slave 此变量指定集群中是否只有一个 master 节点
variable pc.weight This variable specifies thenode weight that’sgoing to be used for Weighted Quorumcalculations. Default Value 1
innodb_flush_log_at_trx_commit
为 0 时：log buffer 每秒向 logfile 刷新一次，同时 log file 每秒执行一次所记录语句，以使数据持久化。
为 1 时：默认值。每次事务提交后，log buffer 向 log file 刷新一次，同时 log file 执行一次数据持久化操作。
为 2 时：每次事务提交后，log buffer 向 log file 刷新一次，但是从 log file 向磁盘做数据持久化的操作是每秒执行一次
将此值改为 0 后，插入全量测试数据的时间有了质的飞越

Hapeoxy 代理

上文主要介绍了 PXC 集群本身的内容，PXC 作为一个集群，需要前端配以代理服务器，做负载均衡，才能真正实现其高可用的价值。Percona 官方推荐用 haproxy 作为前端代理，下面介绍一下 haproxy 的简要配置：

个人感觉 haproxy 配置上比 lvs 相对简单，但功能并不逊色，我试验环境的 haproxy 配置文件如下

#---------------------------------------------------------------------
# Example configuration for a possibleweb application.  See the
# full configuration options online.
#  http://haproxy.1wt.eu/download/1.4/doc/configuration.txt
#---------------------------------------------------------------------
# Global settings
#---------------------------------------------------------------------
global
   # to have these messages end up in /var/log/haproxy.log you will
   # need to:
   # 1) configure syslog to accept network log events.  This is done
   #    by adding the '-r' option tothe SYSLOGD_OPTIONS in
   #    /etc/sysconfig/syslog
   # 2) configure local2 events to go to the /var/log/haproxy.log
   #   file. A line like thefollowing can be added to
   #   /etc/sysconfig/syslog
   #
   #    local2.*                       /var/log/haproxy.log
   #
   log         127.0.0.1      local0
   log         127.0.0.1      local1 notice
   chroot      /var/lib/haproxy
   pidfile     /var/run/haproxy.pid
   maxconn     4000
   user        haproxy
   group       haproxy
   daemon
   # turn on stats unix socket
   stats socket /var/lib/haproxy/stats
#---------------------------------------------------------------------
# common defaults that all the'listen' and 'backend' sections will
# use if not designated in their block
#---------------------------------------------------------------------
defaults
   mode                    http
   log                     global
   option                  tcplog
   option                 dontlognull
#  option http-server-close
#  option forwardfor       except127.0.0.0/8
   option                  redispatch
   retries                 3
   maxconn                 2000
   timeout connect         5s
   timeout client          50s
   timeout server          50s
#  timeout http-keep-alive 10s
   timeout check           10s
listen mysql-cluster 0.0.0.0:3306
    mode tcp
    balance roundrobin
    server node1 192.168.1.35:3306 check
    server node2 192.168.1.36:3306 check
    server node3 192.168.1.37:3306 check
# 建议首先设置 haproxy 的监控界面，便于直观的观察后端节点是否在线
listen status 192.168.1.34:8080
     stats enable 
     stats uri /status
     stats auth admin:xxxx
     stats realm (haproxy\ statistic)