面试题：MariaDB中START SLAVE与STOP SLAVE命令对系统性能及数据一致性的影响

Question

在高并发读写的MariaDB数据库集群中，频繁执行START SLAVE和STOP SLAVE命令会对系统性能和数据一致性产生怎样的影响？如何优化操作流程以降低这些负面影响，同时保证主从复制的准确性和及时性？

Answer 1

频繁执行 START SLAVE 和 STOP SLAVE 命令的影响

1. 性能影响
   • 资源开销：每次执行 START SLAVE 命令，MariaDB 都需要重新建立主从连接，这涉及到网络连接的建立、权限验证等操作，消耗额外的 CPU 和网络资源。同样，STOP SLAVE 命令也需要数据库进行一系列清理工作，如关闭连接、释放资源等，频繁操作会导致系统资源的浪费，影响其他正常数据库操作的性能。
   • 复制延迟：频繁启停会导致主从复制出现中断，每次重新启动 START SLAVE 后，从库需要追赶主库的日志进度。在高并发读写环境下，主库日志生成速度快，从库追赶过程可能需要较长时间，从而造成复制延迟进一步增大，影响系统整体性能。
2. 数据一致性影响
   • 数据丢失风险：在执行 STOP SLAVE 时，如果此时主库仍有未同步到从库的事务，且在从库停止期间主库发生故障，这些未同步的事务可能会丢失，导致主从数据不一致。
   • 不一致窗口：频繁启停会增加主从数据不一致的窗口时间。每次 START SLAVE 后，从库需要时间来同步数据，在此期间应用读取从库数据可能获取到旧数据，影响数据一致性。

优化操作流程以降低负面影响

1. 减少启停频率
   • 合理规划维护窗口：将需要执行 START SLAVE 和 STOP SLAVE 的操作集中在系统低峰期，如深夜等业务量少的时间段进行，避免对正常业务产生较大影响。
   • 使用更细粒度控制：尽量避免全局启停从库，对于一些只影响部分数据的操作，可以使用过滤规则在从库上进行更细粒度的控制，而不是完全停止和启动复制。例如，使用 CHANGE REPLICATION FILTER 来指定需要复制的数据库、表等。
2. 优化启动过程
   • 预同步数据：在执行 START SLAVE 前，可以通过一些工具（如 mariadb-backup）预先将主库的数据备份并传输到从库，然后在从库上进行恢复，这样从库启动复制时需要追赶的数据量就会大大减少，加快同步速度。
   • 优化网络配置：确保主从库之间的网络带宽充足且稳定，减少因网络问题导致的复制延迟。可以通过配置高速网络、优化网络拓扑、设置合适的网络缓冲区等方式来提升网络性能。
3. 保证数据一致性
   • 使用半同步复制：在主从库之间启用半同步复制，确保主库在提交事务前，至少有一个从库已经接收到并写入中继日志。这样可以大大降低数据丢失的风险，提高数据一致性。在 MariaDB 中，可以通过设置 rpl_semi_sync_master_enabled 和 rpl_semi_sync_slave_enabled 等参数来开启半同步复制。
   • 定期数据校验：定期使用工具（如 pt-table-checksum）对主从库的数据进行校验，及时发现并修复可能存在的数据不一致问题。可以将数据校验任务纳入到日常运维流程中，设定合适的校验周期，如每周或每月进行一次全面的数据校验。