面试题：MySQL组复制与业务连续性的高级策略

Question

介绍一下MySQL组复制的工作模式和特点。在复杂业务场景下，怎样基于MySQL组复制设计出一套高可用性与业务连续性兼顾的方案，包括故障检测、自动恢复以及数据一致性保障等方面。

Answer 1

MySQL组复制工作模式

1. 单主模式：
   • 在该模式下，组内只有一个主节点接收写操作。其他节点作为从节点，从主节点接收数据变更并应用。这种模式简化了冲突检测，因为所有写操作都集中在一个主节点上，适用于对一致性要求较高，且写操作相对集中的场景。
   • 例如，在电商订单系统中，订单创建、支付等关键写操作都在主节点执行，而商品查询等读操作可分布到从节点。
2. 多主模式：
   • 组内多个节点都可以接收写操作。每个节点在本地执行写操作后，将变更传播到组内其他节点。这种模式提高了写入性能和并发处理能力，但需要更复杂的冲突检测和解决机制，因为多个节点可能同时对相同数据进行修改。
   • 比如在社交媒体平台，不同地区的用户对自己的动态进行更新，各主节点都能处理本地用户的写请求，提高了整体的响应速度。

MySQL组复制特点

1. 高可用性：
   • 组内节点相互监控，当某个节点发生故障时，其他节点能够自动检测并进行故障转移。例如，如果主节点故障，组内其他节点会通过选举产生新的主节点，确保服务的连续性。
   • 这是通过组通信协议实现的，节点间频繁交换心跳信息，一旦心跳中断，就触发故障检测流程。
2. 数据一致性：
   • 基于Paxos算法变种，保证所有节点上的数据最终一致。在单主模式下，所有写操作先在主节点应用，然后同步到从节点；多主模式下，通过冲突检测和解决机制确保数据一致性。
   • 例如，在银行转账场景中，确保各个节点上账户余额数据的一致性，防止出现数据不一致导致的资金问题。
3. 自动成员管理：
   • 新节点加入或现有节点离开组时，组复制能够自动进行协调和配置。新节点加入时，会自动从现有节点同步数据，快速融入组内。
   • 如企业扩张新的分支机构，新部署的数据库节点可方便地加入现有组复制集群。

复杂业务场景下高可用性与业务连续性方案设计

1. 故障检测：
   • 基于心跳机制：节点间定期发送心跳消息，默认每秒一次。如果在一定时间（如3秒）内未收到某个节点的心跳，其他节点就认为该节点可能发生故障。
   • 组通信协议检测：组内节点通过组通信协议交换状态信息，当某个节点状态异常时，其他节点能及时感知。例如节点网络分区导致无法正常通信，组内其他节点可检测到该异常。
2. 自动恢复：
   • 故障转移：当检测到主节点故障时，组内从节点会发起选举，根据一定的选举规则（如节点ID、日志位置等）选出新的主节点。新主节点接管业务，从节点开始从新主节点同步数据。
   • 节点重启与重新加入：故障节点恢复后，可重新加入组。重新加入时，会自动与组内其他节点同步数据，追赶最新状态。比如数据库服务器因硬件短暂故障重启后，能快速重新融入集群。
3. 数据一致性保障：
   • 单主模式下：严格按照主从同步机制，所有写操作在主节点顺序执行并同步到从节点，从节点按主节点发送的日志顺序应用，确保数据一致性。
   • 多主模式下：
     • 冲突检测：利用行级锁和乐观并发控制机制。在写操作执行前，检查数据是否有冲突，例如多个节点同时更新同一行数据。
     • 冲突解决：采用先提交者优先等策略，或者根据业务逻辑自定义冲突解决规则。比如在库存管理系统中，根据订单优先级决定数据更新顺序。