資料庫高效能讀寫分離集群操作說明

1.系統概述

在乙個高併發的事務型系統中，當寫事務佔的比例相對讀事務相對較小時，可以借助dm7的主備系統備機可讀的特點，將讀事務轉移到備機執行，減少單節點的併發壓力，通過增加備機節點資源，提高系統的併發能力，增強系統效能。

dm7提供一種獨具創新的主備方案，即時歸檔主備系統，該系統可通過客戶端來實現讀寫事務的自動分離，讀事務在備機執行，寫事務在主機執行，減輕主機的負載。備機可以配置多個，備機配置的越多，更能分擔主機的壓力，系統整體併發效率越高。

2.讀寫分離流程

dm7使用jdbc驅動與伺服器結合的方式實現讀寫分離，大致流程如下：

1) 使用者登入後，客戶端首先連線到主機，主機根據即時歸檔的配置，獲取乙個有效的備機資訊，並返回給客戶端。

2) 客戶端根據主機返回的備機ip和埠，建立與該備機的連線。

3) 客戶端執行語句時先在備機上執行，如果是唯讀事務，則只在備機上執行。

4) 如果系統收到客戶端試圖在備機模式下修改資料等錯誤，則說明該事務是寫事務，則轉移到主機上執行。

5) 一旦主機上執行的寫事務提交，則下次繼續從備機開始執行。

6) 為了實現負載均衡，防止出現讀事務過多占用備機資源、主機空閒的情況，客戶端採用一定的演算法進行均衡，主機上也會執行一部分讀事務。

▲圖1 讀寫分離流程

3.即時歸檔

dm7支援多種歸檔型別，本地歸檔、實時歸檔、同步歸檔、非同步歸檔等型別。為了實現讀寫分離，新增一種即時歸檔(timely archive)型別，以區別實時歸檔。

首先，即時歸檔主備系統不會發生主備切換，在主機傳送完日誌到備機後刷日誌前主機崩潰的情況下，不能讓備機多一段日誌，確保主機資料是完整且最新的。

其次，需要保證主備機的資料一致性，避免從備機讀的資料到主機進行更新時資料已經不一致了。

4.事務一致性

若事務全為讀操作，則全部在備機上執行。

若事務全為寫操作，則全部在主機上執行。

若事務既有讀又有寫，備機會將寫操作返回給主機執行，該事務中從寫操作開始以後所有操作均在主機上執行，保證事務一致性。

5.資料同步

配置讀寫分離集群之前，必須先同步主備機資料，確保兩者保持完全一致;主資料庫可以是新初始化的資料，也可以是正在生產、使用中的資料。dm7提供了兩種方式初始化同步主備機資料，資料檔案拷貝以及備份還原方式。

不能使用分別初始化庫的方法，原因如下：

1) 每個庫都有乙個永久魔數(permenant_magic)，主備機傳送日誌時會判斷這個值是否一樣，確保來自同乙個庫，不同的庫傳送不了日誌

2) 由於dminit初始化資料庫時，會生成隨機金鑰用於加密，每次生成的金鑰都不相同，備機無法解析採用主機金鑰加密的資料

1. 資料檔案拷貝

如果搭建系統之前，資料庫系統已經上線執行了，可通過拷貝資料檔案的方式實現主備資料庫的同步。具體步驟包括：

1) 正常關閉資料庫。

2) 嚴格按照資料檔案在主機上的分布，拷貝資料檔案到備機的對應目錄。

3) 如果資料檔案統一存放在乙個目錄下，則直接拷貝整個目錄即可。

2. 備份還原方式

1) 正常關閉資料庫

2) 進行離線備份

/dmbackup type=full ini_path=/dm7data/dm1/dameng/dm.ini name=backup_file

3) 拷貝備份檔案到備機

4) 執行離線資料庫恢復

/dmrestoreini_path=/dm7data/dm1/dameng/dm.ini file=/dm7data/dm1/db_dameng_20120910180136000741.bak

六、讀寫分離效果

搭建1主2備系統，最優情況可提公升吞吐量250%。

▲圖2 讀寫分離測試效果