mysql8.0使用MGR实现高可用与利用MySQL Router构建读写分离MGR集群

MGR是MySQL Group Replication的缩写，即MySQL组复制。

在以往，我们一般是利用MySQL的主从复制或半同步复制来提供高可用解决方案，但这存在以下几个比较严重的问题：

1. 主从复制间容易发生复制延迟，尤其是在5.6以前的版本，以及当数据库实例中存在没有显式主键表时，很容易发生。

2. 主从复制节点间的数据一致性无法自行实现最终一致性。

3. 当主节点发生故障时，如果有多个从节点，无法自动从中选择合适的节点作为新的主节点。

4. 如果采用（增强）半同步复制，那么当有个从节点因为负载较高、网络延迟或其他意外因素使得事务无法及时确认时，也会反过来影响主节点的事务提交。

MGR具备以下几个特点：

1. 基于shared-nothing模式，所有节点都有一份完整数据，发生故障时可以直接切换。

2. MGR提供了数据一致性保障，默认是最终一致性，可根据业务特征需要自行调整一致性级别。

3. 支持在线添加、删除节点，节点管理更方便。

4. 支持故障自动检测及自动切换，发生故障时能自动切换到新的主节点，再配合MySQL Router中间件，应用层无需干预或调整。

5. 支持单节点、多节点写入两种模式，可根据架构或业务需要选择哪种方案，不过强烈建议选用单主模式。

安装MGR集群

系统为Rocky 8.10三台，IP地址分别为192.168.40.13{4..6}

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.40.134 134host
192.168.40.135 135host
192.168.40.136 136host
EOF

安装MySQL8

yum install mysql-server -y &> /dev/null

配置&启动

配置文件为vim /etc/my.cnf.d/mysql-server.cnf

配置内容和相关信息：(注：uuid可以在终端使用uuidgen直接生成然后复制过来即可)

#/etc/my.cnf*.d/mysql-server.cnf
[mysqld]
...
#开启GTID,必须开启
gtid_mode = ON
#强制GTID的一致性
enforce_gtid_consistency = ON
#binlog格式,MGR要求必须是ROW,不过就算不是MGR,也最好用
binlog_format = row
#server-id必须是唯一的
server-id = 133
#MGR使用乐观锁,所以官网建议隔离级别是RC,减少锁粒度
transaction_isolation = READ-COMMITTED
#因为集群会在故障恢复时互相检查binlog的数据,
#所以需要记录下集群内其他服务器发过来已经执行过的binlog,按GTID来区分是否执行过.
log-slave-updates = 1
#binlog校验规则,5.6之后的高版本是CRC32,低版本都是NONE,但是MGR要求使用NONE
binlog_checksum = NONE
#基于安全的考虑,MGR集群要求复制模式要改成slave记录记录到表中,不然就报错
master_info_repository = TABLE
#同上配套
relay_log_info_repository = TABLE
#组复制设置#记录事务的算法,官网建议设置该参数使用 XXHASH64 算法
transaction_write_set_extraction = XXHASH64
#相当于此GROUP的名字,是UUID值,不能和集群内其他GTID值的UUID混用,可用uuidgen来生成一个新的,
#主要是用来区分整个内网里边的各个不同的GROUP,而且也是这个group内的GTID值的UUID
loose-group_replication_group_name = '5dbabbe6-8050-49a0-9131-1de449167446'
#IP地址白名单,默认只添加127.0.0.1,不会允许来自外部主机的连接,按需安全设置
loose-group_replication_ip_whitelist = '127.0.0.1/8,192.168.40.0/24'
#是否随服务器启动而自动启动组复制,不建议直接启动,怕故障恢复时有扰乱数据准确性的特殊情况
loose-group_replication_start_on_boot = OFF
#本地MGR的IP地址和端口，host:port,是MGR的端口,不是数据库的端口
loose-group_replication_local_address = '192.168.40.150:33081'
#需要接受本MGR实例控制的服务器IP地址和端口,是MGR的端口,不是数据库的端口
loose-group_replication_group_seeds = '192.168.40.150:33081,192.168.40.133:33081,192.168.40.152:33081'
#开启引导模式,添加组成员，用于第一次搭建MGR或重建MGR的时候使用,只需要在集群内的其中一台开启,
loose-group_replication_bootstrap_group = OFF
#是否启动单主模式，如果启动，则本实例是主库，提供读写，其他实例仅提供读,如果为off就是多主模式了
loose-group_replication_single_primary_mode = ON
#多主模式下,强制检查每一个实例是否允许该操作,如果不是多主,可以关闭
#loose-group_replication_enforce_update_everywhere_checks = on

上面的配置在每个节点进行同样的配置，只需修改IP和server-id

然后查看密码：grep -i password /var/log/mysql/mysqld.log，发现里面是没有密码的

[root@localhost ~]# grep -i password /var/log/mysql/mysqld.log
2025-02-11T08:53:38.546214Z 6 [Warning] [MY-010453] [Server] root@localhost is created with an empty password ! Please consider switching off the --initialize-insecure option.

那我们直接登录，登录之后需要下载插件，使用命令：(终端)

mysql -e "install plugin group_replication soname 'group_replication.so'"

[root@localhost ~]# mysql -e "show plugins;" | grep "group_replication"
group_replication       ACTIVE  GROUP REPLICATION       group_replication.so    GPL

 以上就说明插件安装好了

接下来创建MGR服务专用账户，并准备配置MGR服务通道，明文创建用户的时候这个操作没必要记录binlog，每个mysql主机上面创建用户是为了后面可以开启多主模式

mysql> set session sql_log_bin=0;
mysql> create user 'test'@'%' identified with mysql_native_password by '@OPENlab123';
mysql> GRANT BACKUP_ADMIN, REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'test'@'%';
#创建完用户后继续启用binlog记录
mysql> set session sql_log_bin=1;#配置MGR服务通道
#通道名字 group_replication_recovery 是固定的，不能修改
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_USER='test', MASTER_PASSWORD='@OPENlab123' FOR CHANNEL 'group_replication_recovery';

上面要在所有节点上面进行操作，接下来进入mysql配置

• 当你首次启动Group Replication集群时，需要一个节点来初始化整个集群。这个节点被称为“引导节点”。

• group_replication_bootstrap_group=ON 表示当前节点将作为引导节点，初始化一个新的集群。

• 如果不设置为 ON，节点会尝试加入一个已经存在的集群，而此时集群尚未初始化，因此会报错。

所以启动命令为下：（后面设置为OFF，这一步是必要的，以确保后续加入的节点不会尝试初始化新的集群）

SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group = ON;
START GROUP_REPLICATION;
SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group = OFF;

在mgr2\mgr3节点，进入mysql服务端，不需要SET GLOBAL group_replication_bootstrap_group = ON;

START GROUP_REPLICATION;

然后使用命令查看状态：SELECT * FROM performance_schema.replication_group_members;

 如果出现MEMBER_STATE都为ONLINE则表示成功启动，如果出现了RECOVERING字段，那么查看日志tail /var/log/mysql/mysqld.log，一般都是/etc/hosts文件配置问题，里面的主机名要和系统主机名一致

上图可知我的136host为primary其他为secondary，下面我们进行转为多主模式和切换单主主机

切换主节点

我们通过上图中的MEMBER_ID可以看到每台主机是不同的，我们使用命令进行切换：

这里切换为135host为主节点

select group_replication_set_as_primary('1db22c88-e8ee-11ef-b7ab-000c299b2989');

 这条命令可以在任何主机上执行，里面的那串数字就是MEMBER_ID，primary变为了135host

切换多主模式 

在任何主机上面执行命令：select group_replication_switch_to_multi_primary_mode();

 切换回单主模式

在任何主机上面执行命令：select group_replication_switch_to_single_primary_mode();

 添加新节点和删除节点

新增

首先，要先完成MySQL Server初始化，创建好MGR专用账户、设置好MGR服务通道等前置工作。步骤同上

接下来，直接执行命令 start group_replication 启动MGR服务即可，新增的节点会进入分布式恢复这个步骤，它会从已有节点中自动选择一个作为捐献者（donor），并自行决定是直接读取binlog进行恢复，还是利用Clone进行全量恢复。

为了降低对primary节点的影响，建议选择其他的Secondary节点

新增节点：IP 192.168.40.137 137host

mysql> set global clone_valid_donor_list='192.168.150.136:3306';

在这个节点先停掉mgr服务(如果你之前启用了的话)，关闭super_read_only模式

stop group_replication;
set global super_read_only=0;
clone instance from 'test'@192.168.40.136:3306 identified by '@OPENlab123';

上面填写的端口值3306不是mgr服务的端口，全量复制完数据后，该节点会进行一次自动重启。之后执行start group_replication，就可以正常加入集群了。

删除

在命令行模式下，一个节点想退出MGR集群，直接执行 stop group_replication 即可，如果这个节点只是临时退出集群，后面还想加回集群，则执行 start group_replication 即可自动再加入。而如果是想彻底退出集群，则停止MGR服务后，执行 reset master; reset slave all; 重置所有复制（包含MGR）相关的信息就可以了。

重启MGR集群

正常情况下，MGR集群中的Primary节点退出时，剩下的节点会自动选出新的Primary节点。当最后一个节点也退出时，相当于整个MGR集群都关闭了。这时候任何一个节点启动MGR服务后，都不会自动成为Primary节点，需要在启动MGR服务前，先设置 group_replication_bootstrap_group=ON，使其成为引导节点，再启动MGR服务，它才会成为Primary节点，后续启动的其他节点也才能正常加入集群。可自行测试，这里不再做演示。参考上面的引导节点启动(启动完毕之后要group_replication_bootstrap_group=OFF关闭)

小结：

MGR和传统主从复制类似，在运行过程中主要关注各节点的运行状态，以及Secondary节点的事务是否有延迟。本文介绍如何监控MGR节点状态、事务状态等。

• 表示各节点的状态，共有几种状态：ONLINE、RECOVERING、OFFLINE、ERROR、UNREACHABLE 等，下面分别介绍几种状态。

  • ONLINE，表示节点处于正常状态，可提供服务。

  • RECOVERING，表示节点正在进行分布式恢复，等待加入集群，这时候有可能正在从donor节点利用clone复制数据，或者传输binlog中。

  • OFFLINE，表示该节点当前处于离线状态。提醒，在正要加入或重加入集群时，可能也会有很短瞬间的状态显示为 OFFLINE。

  • ERROR，表示该节点当前处于错误状态，无法成为集群的一员。当节点正在进行分布式恢复或应用事务时，也是有可能处于这个状态的。当节点处于ERROR状态时，是无法参与集群事务裁决的。节点正在加入或重加入集群时，在完成兼容性检查成为正式MGR节点前，可能也会显示为ERROR状态。

  • UNREACHABLE，当组通信消息收发超时时，故障检测机制会将本节点标记为怀疑状态，怀疑其可能无法和其他节点连接，例如当某个节点意外断开连接时。当在某个节点上看到其他节点处于 UNREACHABLE 状态时，有可能意味着此时部分节点发生了网络分区，也就是多个节点分裂成两个或多个子集，子集内的节点可以互通，但子集间无法互通。

利用MySQL Router构建读写分离MGR集群

这里注重介绍利用MYSQL Router实现读写分离，读负载均衡和故障自动转移

建议把MySQL Router部署在应用服务器上，每个应用服务器都部署一套，这样应用程序可以直接连接本机IP，连接的效率更高，而且后端数据库发生变化时，程序端也无需修改IP配置。

部署MySQL Router

安装包去官网上面找对应和自己MySQL版本相同的安装(建议),安装选择mysql-router版本的

安装：rpm -ivh mysql-router-community-8.0.36-1.el8.x86_64.rpm

安装之后直接启动即可：systemctl enable --now mysqlrouter.service（开机自启）

[root@135host ~]# ps -ef | grep -v grep | grep mysqlrouter
mysqlro+   27361       1  0 12:23 ?        00:00:00 /usr/bin/mysqlrouter

上面可以看到已经是正常启动了(本人资源有限，就在安装的有MGR上的主机上将就安装)

mysqlrouter的初始化自动生成的配置文件是:/etc/mysqlrouter/mysqlrouter.conf

写入以下内容

cat >> /etc/mysqlrouter/mysqlrouter.conf    <<  EOF
[routing:write]
bind_address = 192.168.40.135#本地的IP地址
bind_port = 8001#自定义一个端口号用于监听读写
mode = read-write
destinations = 192.168.40.136:3306#目标MRG集群的primary主机
[routing:blanace]
bind_address = 192.168.40.135
bind_port = 8002#自定义一个端口用于监听读
mode = read-only
destinations = 192.168.40.135:3306,192.168.40.134:3306
EOF[root@135host ~]systemctl restart mysqlrouter.service#重启

确认分离效果：(创建用户只能在primary节点上面创建)

mysql> create user 'admin'@'%' identified with mysql_native_password by '@OPENlab123';
Query OK, 0 rows affected (0.09 sec)mysql> grant all on *.* to admin@'%';
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

我们先使用命令在mysql终端中：

mysql> select MEMBER_ID,MEMBER_ROLE from performance_schema.replication_group_members;
+--------------------------------------+-------------+
| MEMBER_ID                            | MEMBER_ROLE |
+--------------------------------------+-------------+
| 165f4dc6-e8ee-11ef-bd10-000c29481d69 | PRIMARY     |
| 1db22c88-e8ee-11ef-b7ab-000c299b2989 | SECONDARY   |
| a9389006-e8ed-11ef-a2f2-000c29017dd6 | SECONDARY   |
+--------------------------------------+-------------+
3 rows in set (0.00 sec)

然后在可以远程登录安装的有MySQL Router的主机：如果登录的MEMBER_ID为PEIMARY的话则表明，写分离成功

mysql -uadmin -p@OPENlab123 -h192.168.40.135 -P8001
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 53
Server version: 8.0.36 Source distributionCopyright (c) 2000, 2024, Oracle and/or its affiliates.Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid                        |
+--------------------------------------+
| 165f4dc6-e8ee-11ef-bd10-000c29481d69 |
+--------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

经验证连接到了PRIMARY节点上，而换8002端口，开两个线程连接的话，一个会到134，一个会到135

mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid                        |
+--------------------------------------+
| 1db22c88-e8ee-11ef-b7ab-000c299b2989 |
+--------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid                        |
+--------------------------------------+
| a9389006-e8ed-11ef-a2f2-000c29017dd6 |
+--------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

总结：

本文介绍了如何利用MySQL Router实现读写分离、读负载均衡，以及故障自动转移，利用MySQL Router可以提升应用端的透明性，后端数据库发生一些变化时，应用端无需跟着频繁变更。