面试题：MariaDB主从复制中binlog格式对性能和数据一致性的影响

Question

MariaDB支持多种binlog格式，如ROW、STATEMENT、MIXED。请详细阐述每种格式在主从复制场景下，对性能和数据一致性分别有哪些影响？在实际生产环境中如何基于业务场景选择合适的binlog格式？

Answer 1

ROW格式

• 性能影响：
  • 优点：由于记录的是数据行的变化，对于复杂的查询或数据修改操作，无需像STATEMENT格式那样解析和记录SQL语句，减少了日志记录的开销。同时，在主从复制过程中，从库只需按照记录的行数据变化进行应用，无需重新解析和执行SQL语句，复制效率较高。
  • 缺点：日志量相对较大，因为它需要记录每行数据的变化。这会增加磁盘I/O和网络传输的压力，尤其是在大量数据修改的场景下。
• 数据一致性影响：
  • 优点：能够精确地记录数据的变化，无论SQL语句多么复杂，只要数据发生改变，ROW格式都会准确记录，从库应用日志时能保证与主库数据的高度一致性，减少了由于SQL语句执行环境差异导致的数据不一致问题。
  • 缺点：理论上，如果在记录行数据变化时出现错误（如部分数据未记录完整等极端情况），可能会导致数据一致性问题，但这种情况极为罕见。

STATEMENT格式

• 性能影响：
  • 优点：日志量相对较小，因为它只记录SQL语句，而不是每行数据的变化。这减少了磁盘I/O和网络传输的压力，在网络带宽有限或磁盘I/O性能较低的环境中，可能会提高主从复制的性能。
  • 缺点：对于一些包含不确定因素的SQL语句（如使用函数NOW()、RAND()等），在主从库上执行结果可能不一致，导致从库需要额外的处理来保证一致性，这可能会降低复制性能。同时，对于复杂的查询，解析和记录SQL语句的开销可能较大。
• 数据一致性影响：
  • 优点：在大多数情况下，如果SQL语句在主从库上的执行环境完全相同，那么通过复制SQL语句可以保证数据一致性。
  • 缺点：当主从库的执行环境存在差异（如版本差异、系统变量设置不同等）时，包含不确定因素的SQL语句可能会在主从库上产生不同的执行结果，从而导致数据不一致。

MIXED格式

• 性能影响：
  • 优点：结合了ROW和STATEMENT格式的优点。对于大多数SQL语句，采用STATEMENT格式记录，以减少日志量；对于包含不确定因素的SQL语句，则采用ROW格式记录，在保证一定性能的同时，避免了由于不确定因素导致的性能问题。
  • 缺点：由于需要根据SQL语句的性质选择记录格式，存在一定的判断开销。
• 数据一致性影响：
  • 优点：在保证大多数情况下通过复制SQL语句保持数据一致性的同时，对于可能导致不一致的SQL语句采用ROW格式记录，从而提高了数据一致性的保障程度。
  • 缺点：虽然降低了数据不一致的风险，但仍然存在由于判断记录格式错误或其他异常情况导致数据不一致的可能性。

实际生产环境中的选择

• 业务场景1：读多写少，数据一致性要求一般：
  • 选择：STATEMENT格式。
  • 原因：读多写少意味着数据修改操作相对较少，日志量小的优势更为突出，能减少磁盘I/O和网络传输压力，提高主从复制性能。且数据一致性要求一般，对于由于执行环境差异导致的少量不一致情况可以接受。
• 业务场景2：写操作频繁，对数据一致性要求极高：
  • 选择：ROW格式。
  • 原因：写操作频繁时，虽然ROW格式日志量大，但能精确记录数据变化，保证主从库数据高度一致，满足对数据一致性的严格要求。
• 业务场景3：业务复杂，既有普通SQL操作，又有包含不确定因素的操作：
  • 选择：MIXED格式。
  • 原因：可以根据SQL语句的特性自动选择合适的记录格式，在保证数据一致性的同时，尽量提高主从复制性能，适应复杂业务场景的需求。