MySQL 高可用：从主从复制到 InnoDB Cluster，你需要知道的一切

Level 0: 单机 + 定时备份(不算高可用)
Level 1: 主从复制(异步)
Level 2: 半同步复制(Semi-Sync)
Level 3: MHA / Orchestrator(自动故障切换)
Level 4: InnoDB Cluster / Group Replication(官方方案)
Level 5: Galera Cluster(多主同步)

┌──────────┐    binlog     ┌──────────┐
│  Master  │ ──────────▶  │  Slave   │
│ (读写)   │   异步传输    │ (只读)   │
└──────────┘              └──────────┘

# Master my.cnf
[mysqld]
server-id = 1
log-bin = mysql-bin
binlog-format = ROW          # 强烈推荐 ROW 格式
binlog-row-image = FULL
gtid-mode = ON               # 开启 GTID
enforce-gtid-consistency = ON
sync-binlog = 1              # 每次事务都刷盘

# Slave my.cnf
[mysqld]
server-id = 2
relay-log = relay-bin
read-only = ON
gtid-mode = ON
enforce-gtid-consistency = ON

-- Slave 上执行
CHANGE MASTER TO
  MASTER_HOST = '10.0.0.1',
  MASTER_USER = 'repl_user',
  MASTER_PASSWORD = 'repl_pass',
  MASTER_AUTO_POSITION = 1;   -- 使用 GTID 自动定位

START SLAVE;
SHOW SLAVE STATUS\G

┌──────────┐  1. 写binlog  ┌──────────┐
│  Master  │ ────────────▶ │  Slave   │
│          │               │          │
│          │ ◀──────────── │          │
│          │  2. ACK确认    │          │
│  3.返回  │               │          │
│  客户端  │               │          │
└──────────┘               └──────────┘

-- Master
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled = 1;
SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_timeout = 1000;  -- 1秒超时，超时降级为异步

-- Slave
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;
STOP SLAVE; START SLAVE;  -- 重启复制线程生效

┌─────────────────────────────────┐
│         MHA Manager             │
│  (监控 Master，触发故障切换)      │
└──────────┬──────────────────────┘
           │ 监控
    ┌──────┴──────┐
    ▼             ▼
┌────────┐  ┌────────┐  ┌────────┐
│ Master │  │ Slave1 │  │ Slave2 │
│ (挂了) │  │(提升为 │  │        │
│        │  │ Master)│  │        │
└────────┘  └────────┘  └────────┘

# /etc/mha/app1.cnf
[server default]
manager_workdir=/var/log/mha/app1
manager_log=/var/log/mha/app1/manager.log
ssh_user=mysql
repl_user=repl_user
repl_password=repl_pass

[server1]
hostname=10.0.0.1
candidate_master=1

[server2]
hostname=10.0.0.2
candidate_master=1

[server3]
hostname=10.0.0.3
no_master=1    # 这个节点永远不提升为 Master

┌─────────────────────────────────────┐
│           MySQL Shell               │
│    (管理工具，创建/管理集群)          │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │
┌──────────────┴──────────────────────┐
│          MySQL Router               │
│   (代理层，自动路由读写请求)          │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │
    ┌──────────┼──────────┐
    ▼          ▼          ▼
┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐
│ Node1  │ │ Node2  │ │ Node3  │
│Primary │ │Second. │ │Second. │
│ (R/W)  │ │ (R/O)  │ │ (R/O)  │
└────────┘ └────────┘ └────────┘
     ◀── Group Replication ──▶

// 创建集群
mysqlsh> dba.createCluster('myCluster')

// 添加节点
mysqlsh> var cluster = dba.getCluster()
mysqlsh> cluster.addInstance('root@10.0.0.2:3306')
mysqlsh> cluster.addInstance('root@10.0.0.3:3306')

// 查看状态
mysqlsh> cluster.status()

[mysqld]
# Group Replication 基础配置
plugin_load_add = 'group_replication.so'
group_replication_group_name = "aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee"
group_replication_start_on_boot = OFF
group_replication_local_address = "10.0.0.1:33061"
group_replication_group_seeds = "10.0.0.1:33061,10.0.0.2:33061,10.0.0.3:33061"

# 性能调优
group_replication_flow_control_mode = QUOTA
group_replication_flow_control_applier_threshold = 25000
group_replication_transaction_size_limit = 150000000  # 150MB

# 网络
group_replication_communication_max_message_size = 10485760
group_replication_member_expel_timeout = 5

# /etc/mysqlrouter/mysqlrouter.conf
[routing:primary]
bind_address = 0.0.0.0
bind_port = 6446
destinations = metadata-cache://myCluster/?role=PRIMARY
routing_strategy = first-available

[routing:secondary]
bind_address = 0.0.0.0
bind_port = 6447
destinations = metadata-cache://myCluster/?role=SECONDARY
routing_strategy = round-robin-with-fallback

┌────────┐     ┌────────┐     ┌────────┐
│ Node1  │◀───▶│ Node2  │◀───▶│ Node3  │
│ (R/W)  │     │ (R/W)  │     │ (R/W)  │
└────────┘     └────────┘     └────────┘
    ▲              ▲              ▲
    └──── 同步复制(wsrep)────────┘

[mysqld]
wsrep_provider = /usr/lib/galera3/libgalera_smm.so
wsrep_cluster_name = my_pxc_cluster
wsrep_cluster_address = gcomm://10.0.0.1,10.0.0.2,10.0.0.3
wsrep_node_name = node1
wsrep_node_address = 10.0.0.1
wsrep_sst_method = xtrabackup-v2
wsrep_sst_auth = sst_user:sst_pass

# 性能
innodb_autoinc_lock_mode = 2    # Galera 要求
wsrep_slave_threads = 4         # 并行应用线程

┌─────────┐
│   App   │
└────┬────┘
     │
┌────▼────┐
│ProxySQL │  ← 读写分离、连接池、查询缓存、故障检测
└────┬────┘
     │
┌────┴─────────────┐
│                  │
▼                  ▼
┌────────┐    ┌────────┐
│ Master │    │ Slave  │
│ (写)   │    │ (读)   │
└────────┘    └────────┘

-- 添加后端服务器
INSERT INTO mysql_servers (hostgroup_id, hostname, port, weight)
VALUES
  (10, '10.0.0.1', 3306, 1000),   -- 写组
  (20, '10.0.0.2', 3306, 1000),   -- 读组
  (20, '10.0.0.3', 3306, 1000);   -- 读组

-- 读写分离规则
INSERT INTO mysql_query_rules (rule_id, active, match_pattern, destination_hostgroup)
VALUES
  (1, 1, '^SELECT .* FOR UPDATE$', 10),   -- SELECT FOR UPDATE → 写组
  (2, 1, '^SELECT', 20);                   -- 普通 SELECT → 读组

-- 加载配置
LOAD MYSQL SERVERS TO RUNTIME;
LOAD MYSQL QUERY RULES TO RUNTIME;
SAVE MYSQL SERVERS TO DISK;
SAVE MYSQL QUERY RULES TO DISK;

-- 配置后端监控
UPDATE global_variables SET variable_value='monitor_user'
  WHERE variable_name='mysql-monitor_username';
UPDATE global_variables SET variable_value='monitor_pass'
  WHERE variable_name='mysql-monitor_password';
SET mysql-monitor_read_only_interval = 1500;   -- 1.5秒检查一次
SET mysql-monitor_read_only_timeout = 500;

LOAD MYSQL VARIABLES TO RUNTIME;

你的 RPO 要求是什么？
├── RPO > 0 可接受 → 异步复制 + ProxySQL
├── RPO ≈ 0 → 
│   ├── 需要自动切换？
│   │   ├── 是 → InnoDB Cluster(新项目)或 MHA(老项目)
│   │   └── 否 → 半同步复制
│   └── 需要多主写入？
│       └── 是 → Galera Cluster
└── RPO = 0 且 RTO < 5s → InnoDB Cluster 或 Galera

-- 查看错误
SHOW SLAVE STATUS\G
-- 关注这几个字段：
-- Last_SQL_Error: 具体错误信息
-- Last_SQL_Errno: 错误码
-- Seconds_Behind_Master: 延迟秒数

-- 1. 检查延迟
SHOW SLAVE STATUS\G  -- 看 Seconds_Behind_Master

-- 2. 检查是否有大事务
-- Master 上
SHOW PROCESSLIST;
SELECT * FROM information_schema.innodb_trx 
WHERE trx_started < NOW() - INTERVAL 60 SECOND;

-- 3. 检查 Slave 的 IO/SQL 线程
SHOW SLAVE STATUS\G
-- Slave_IO_Running: Yes  (IO线程正常)
-- Slave_SQL_Running: Yes (SQL线程正常)
-- Read_Master_Log_Pos vs Exec_Master_Log_Pos (差距大=SQL线程慢)

# 开启多线程复制(MySQL 5.7+)
slave_parallel_type = LOGICAL_CLOCK
slave_parallel_workers = 8          # 根据 CPU 核数调整
slave_preserve_commit_order = ON    # 保证提交顺序

-- 检查半同步状态
SHOW STATUS LIKE 'Rpl_semi_sync%';
-- Rpl_semi_sync_master_status: OFF  ← 已降级
-- Rpl_semi_sync_master_no_tx: 123   ← 异步提交的事务数

-- 检查 GR 状态
SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;

-- 查看错误日志
-- [ERROR] Plugin group_replication reported: 
-- 'Member was expelled from the group due to network issues'

# 增大容忍时间
group_replication_member_expel_timeout = 5      # 默认 0，建议 5s
group_replication_unreachable_majority_timeout = 30

# 限制事务大小
group_replication_transaction_size_limit = 150000000

# InnoDB Cluster / GR：天然防脑裂(Paxos 多数派)
# 至少 3 个节点，挂 1 个不影响

# MHA：配置 fencing 脚本
# 在切换前先 STONITH(Shoot The Other Node In The Head)
master_ip_failover_script=/usr/local/bin/master_ip_failover
shutdown_script=/usr/local/bin/power_manager

# 使用 pt-table-checksum 检测主从数据一致性
pt-table-checksum \
  --host=10.0.0.1 \
  --user=checksum_user \
  --password=checksum_pass \
  --databases=mydb \
  --tables=orders

# 使用 pt-table-sync 修复不一致
pt-table-sync \
  --execute \
  --sync-to-master \
  h=10.0.0.2,D=mydb,t=orders

                    ┌─────────────┐
                    │   HAProxy   │  ← VIP: 10.0.0.100
                    │  (主备)     │
                    └──────┬──────┘
                           │
                    ┌──────┴──────┐
                    │  ProxySQL   │  ← 读写分离 + 连接池
                    │  (主备)     │
                    └──────┬──────┘
                           │
              ┌────────────┼────────────┐
              │            │            │
        ┌─────┴─────┐ ┌───┴───┐ ┌─────┴─────┐
        │  MySQL     │ │MySQL  │ │  MySQL     │
        │  Primary   │ │Second.│ │  Second.   │
        │  (AZ-a)    │ │(AZ-b) │ │  (AZ-c)   │
        └────────────┘ └───────┘ └────────────┘
              │
        ┌─────┴─────┐
        │  Delayed   │  ← 延迟复制(1 小时)，防误操作
        │  Slave     │
        └────────────┘

-- 配置延迟复制
CHANGE MASTER TO MASTER_DELAY = 3600;  -- 延迟 1 小时

@startmindmap
<style>
mindmapDiagram {
  node { BackgroundColor #FAFAFA }
  :depth(0) { BackgroundColor #FFD700 }
  :depth(1) { BackgroundColor #E3F2FD }
  :depth(2) { BackgroundColor #F5F5F5 }
}
</style>
* MySQL 高可用\n从主从复制到 InnoDB Cluster
** 核心指标
*** RTO 恢复时间
*** RPO 数据丢失量
*** 先定指标再选方案
** 复制方案
*** 异步复制(简单，可能丢数据)
*** 半同步(几乎不丢，写延迟增加)
*** Group Replication(Paxos，强一致)
*** Galera(多主同步写入)
** 故障切换
*** MHA(经典，10-30s)
*** Orchestrator(MHA 替代)
*** InnoDB Cluster(官方，秒级)
** 代理层
*** ProxySQL(读写分离)
*** MySQL Router(官方)
*** HAProxy(四层代理)
** 常见问题
*** 复制中断(1062/1032/1236)
*** 主从延迟(大事务/单线程)
*** 半同步降级
*** 脑裂(需要奇数节点)
*** 数据不一致(pt-table-checksum)
** 最佳实践
*** GTID + ROW 格式
*** sync_binlog = 1
*** 多线程复制
*** 定期演练
*** 延迟复制防误操作
@endmindmap