MySQL复制底层技术——LOGICAL_CLOCK并行复制、WRITESET并行复制

news2024/9/27 8:23:44

1. LOGICAL_CLOCK 并行复制

1．原理

从MySQL 5.7版本开始，支持LOGICAL_CLOCK级别的并行复制（基于MySQL 5.6的库级别的Group Commit并行复制的大幅改进），通过设置参数slave_parallel_type为LOGICAL_CLOCK来启用（当设置为DATABASE时与MySQL 5.6版本的并行复制相同）。从LOGICAL_CLOCK字面上并不能直观地看出它是基于什么维度来实现并行复制的，下面我们通过解析binlog中记录的内容来进行解读。
在这里插入图片描述

从以上对INSERT语句的binlog解析内容来看，从MySQL 5.7 版本开始，新增了两个事件类型，其中Anonymous_GTID_event用于记录未启用GTID时的binlog 队列信息；

GTID_event用于记录启用GTID时的binlog 队列信息。利用这些binlog 队列信息，从库的 SQL线程在应用主库的binlog时，只要last_committed值相同就可以并行回放，从而大大提高了从库复制的效率。

提示：虽然通过这种方式大幅度提高了从库复制的效率，在一定程度上，并行复制的粒度细化到了事务级别，甚至细化到了行级别（每个事务只修改一行数据），但是可以并行回放的事务必须具有相同的 last_committed值（即使两个事务的数据完全无关，不同last_committed值的事务也不能并行回放），而相同 last_committed值的事务数量多少需要视主库瞬时并发请求的多少而定（当binlog_group_commit_sync_no_delay_count=0时），如果主库没有写压力，写入binlog中的每个事务的 last_committed值都不相同，这个时候从库复制实际上仍然是串行复制。

所以，LOGICAL_CLOCK 级别的并行复制仍然有一定的优化空间。

2．配置示例

（1）主库

在这里插入图片描述

（2）从库

在这里插入图片描述

2. WRITESET并行复制

1．原理

在MySQL版本号≥5.7.22和版本号≥8.0.1的版本中，WRITESET并行复制是在 LOGICAL_CLOCK并行复制基础上的演进，引入了基于WriteSet的机制，只要不同事务的不同记录不重叠（通过计算每行记录的hash值来确定是否是相同的记录，该hash值就是writeset值。

WRITESET并行复制本质上就是基于writeset值对如何产生last_committed值做了大幅度优化的），在从库上就可以并行回放。下面我们通过解析binlog中记录的内容来进行解读。
在这里插入图片描述

从以上对INSERT语句的binlog解析内容来看，与LOGICAL_CLOCK 并行复制记录的内容相比并没有格式与内容的变化。那么复制的改进点主要是什么呢？

细心的读者可能已经发现了last_committed=2的两个事务的时间戳并不是同一个时刻的，并且在last_committed=2的两个事务之间还夹了一个last_committed=9的事务，这在以往的LOGICAL_CLOCK 并行复制中几乎不可能出现这种情况。发生什么事情了？

对于主库来说，WRITESET并行复制对LOGICAL_CLOCK 并行复制优化的地方并不是在binlog记录的内容格式上，而是在事务写binlog时的last_committed值的计算上。

通过唯一索引或主键索引来区分不同的记录，然后和行记录的库表属性以及数据属性一起计算hash值（即writeset值），并将计算出的writeset值存放在一个hash表中。

后续如果有新事务的行记录计算出的hash值在hash表中无匹配记录，那么新事务不会导致产生新的last_committed值，即相当于新事务和之前的事务被归并到了同一个binlog 队列中（即，last_committed值相同）；

后续如果有新事务的行记录计算出的hash值在hash表中找到了匹配记录，则表示存在事务冲突，产生新的last_committed值（即，产生了一个新的 binlog队列）。

具体的计算公式为：
writeset=hash(index_name | db_name | db_name_length | table_name | table_name_length |value | value_length)。
在计算hash值时，如果无法通过索引辨别数据的唯一性，那么将会产生新的 last_committed值。
对于从库来说，并行应用binlog的逻辑几乎没有变化，仍然根据last_committed值判断是否可以并行回放。提示：WriteSet在如下场景中不可用。
DDL语句，因为不包含行记录，所以无法生成hash值，也就无法进行比较。
session的hash算法和history不同（hash算法被动态修改过之后，遇到不同的算法产生的值无法进行比较）。
事务更新了被外键关联的字段。