面试题：MySQL主从复制在高可用性中如何实现数据一致性

Question

请阐述MySQL主从复制过程中，是通过哪些机制来确保主库和从库之间的数据一致性，并且说明在网络延迟或短暂故障情况下，如何维持数据的一致性状态。

Answer 1

确保主从库数据一致性的机制

1. 二进制日志（Binary Log）
   • 主库在执行数据修改操作（如 INSERT、UPDATE、DELETE 等）时，会将这些操作记录到二进制日志中。二进制日志记录了数据库的更改历史，它以事件（Event）的形式记录，每个事件包含了具体的操作内容。
   • 例如，执行 INSERT INTO users (name, age) VALUES ('John', 25) 语句，主库会将这个插入操作记录到二进制日志中，以一种可重放的格式保存。
2. 中继日志（Relay Log）
   • 从库通过 I/O 线程连接到主库，将主库的二进制日志内容拷贝到本地的中继日志中。I/O 线程会不断检查主库二进制日志的变化，一旦有新的日志内容，就将其复制到中继日志。
   • 比如主库的二进制日志中有新的 UPDATE 操作记录，从库的 I/O 线程会及时把这部分内容复制到中继日志。
3. SQL 线程
   • 从库的 SQL 线程读取中继日志中的事件，并在从库上重放这些事件，从而使从库的数据与主库保持一致。SQL 线程按照中继日志中事件的顺序依次执行，确保数据修改的顺序与主库一致。
   • 例如，中继日志中有 DELETE FROM products WHERE id = 1 事件，SQL 线程会在从库上执行这个删除操作，保证从库中 products 表的数据状态与主库一致。

网络延迟或短暂故障情况下维持数据一致性的方法

1. 重试机制
   • 当网络延迟或短暂故障发生时，从库的 I/O 线程在连接主库获取二进制日志时可能会失败。MySQL 提供了重试机制，I/O 线程会在一定时间间隔后尝试重新连接主库并继续复制二进制日志。例如，默认情况下，I/O 线程会每隔数秒尝试重新连接，直到成功获取日志。
2. 半同步复制
   • 半同步复制可以在一定程度上应对网络问题。在半同步复制模式下，主库在执行完事务并写入二进制日志后，不会立即返回给客户端成功响应，而是等待至少一个从库接收并写入中继日志后才返回。这样可以确保在网络短暂故障时，主库不会提交过多未同步到从库的事务，减少数据不一致的风险。
   • 例如，主库执行一个 UPDATE 事务，写入二进制日志后，等待从库接收并写入中继日志，若网络故障导致从库接收延迟，主库会等待，直到从库成功接收或超时。
3. 心跳检测
   • 主从库之间会通过心跳检测机制来保持连接状态的监控。主库和从库会定期互相发送心跳包，以确认对方是否正常运行。如果从库长时间没有收到主库的心跳包，会尝试重新连接主库；同样，主库如果长时间未收到从库的心跳，也会采取相应措施（如标记从库为不可用等）。这有助于在网络故障恢复后，快速恢复主从复制关系，维持数据一致性。