面试题：MariaDB半同步复制性能优化及极端场景应对

Question

在高并发写入场景下，MariaDB半同步复制可能会对性能产生一定影响。请说明如何对其进行性能优化，并且阐述在网络不稳定、主库崩溃等极端场景下，MariaDB半同步复制机制是如何保障数据一致性和系统可用性的，若存在不足，应如何改进？

Answer 1

高并发写入场景下MariaDB半同步复制性能优化

1. 优化网络
   • 确保网络带宽充足，减少网络延迟和丢包。使用高速网络设备，如万兆网卡、高性能交换机等，以加快主从节点间的数据传输速度。
   • 优化网络拓扑结构，减少网络跳数，降低网络传输的路径损耗。
2. 调整半同步复制参数
   • rpl_semi_sync_master_timeout：合理调整主库等待从库确认的超时时间。如果设置过短，可能导致不必要的重传；设置过长，又会影响响应时间。根据网络情况和系统容忍度，适当增大该值，如从默认的1000ms 调整到5000ms 。
   • rpl_semi_sync_master_wait_point：可尝试设置为AFTER_SYNC，使主库在接收到从库的确认信息后再提交事务，这样能在一定程度上提高事务提交的效率。
3. 硬件优化
   • 提升主从节点的硬件配置，如增加CPU核心数、提高内存容量，以应对高并发写入带来的计算和存储压力。
   • 使用高速存储设备，如SSD，减少磁盘I/O 延迟，加快日志写入速度。
4. 负载均衡
   • 在主库前部署负载均衡器，将高并发的写入请求均匀分配到多个从库上，减轻主库的压力。例如使用HAProxy等负载均衡工具。

极端场景下保障数据一致性和系统可用性机制及不足改进

1. 网络不稳定场景
   • 机制：在网络不稳定时，主库会等待从库的确认信息。如果在rpl_semi_sync_master_timeout时间内未收到确认，主库会自动切换为异步复制模式，继续处理事务，以保证系统的可用性。当网络恢复正常后，又会重新切换回半同步复制模式。
   • 不足：在切换到异步复制模式期间，数据一致性无法像半同步复制模式下那样得到强保证，可能存在数据丢失风险。
   • 改进：可以引入多从库机制，主库等待多个从库的确认信息。即使部分从库网络不稳定，只要有足够数量的从库确认，仍可保证数据一致性。例如设置等待两个从库确认，只要其中一个正常，就能维持一定程度的半同步复制效果。
2. 主库崩溃场景
   • 机制：半同步复制下，主库崩溃后，从库中已确认接收到主库事务日志的从库可以作为新的主库进行选举。由于从库已经确认了部分事务，这些事务的数据已经在从库中，因此在一定程度上保证了数据一致性。
   • 不足：可能存在部分事务已经在主库提交，但还未被从库确认的情况，这部分数据可能丢失。而且在选举新主库的过程中，可能存在脑裂等问题，影响系统可用性。
   • 改进：采用多节点复制架构，如Galera Cluster等。它基于同步复制原理，多个节点间数据同步更加实时，任何节点的崩溃都不会导致数据丢失。同时，在选举新主库时，通过严谨的集群管理协议避免脑裂问题，提高系统可用性。