解決MySQL同步延遲

背景

最近有一組DB出現比較大的延遲，這組DB是專門用來存儲監控數據，每分鐘會使用load data的方式導入大量的數據。為了節省空間，將原來使用壓縮表的innodb引擎轉換成了TokuDB引擎，使用的版本和引擎如下：

MySQL Version：5.7

Storage Engine：TokuDB

轉換后，發現主從延遲逐漸增大，基本每天落后主機大概50個binlog左右，大概延遲7.5個小時左右的數據，主機每天大概產生160個binlog，binlog列表如圖1所示。

由于對該業務非常熟悉，因此很快就定位到造成主從同步延遲的原因，并很快就解決了延遲的問題。這里不直接說解決辦法，而是想描述一套完整的解決主從延遲問題的思考方式，和大家一起來系統的做一些思考。帶著問題去思考延遲的根本原因和解決辦法。接下來我們就一起開腦洞。

圖1 binlog列表

首先，既然產生了主從延遲，就說明在從機上的消費速度趕不上主機binlog產生的速度。我們先來思考一下可能的原因，并根據現場的蛛絲馬跡去驗證猜想的正確性。其實所謂問題排查，就是提出可能問題猜想，然后不斷去證明的過程。不同的是，每個人的經驗不同，排查的質量也不盡頭相同，僅此而已。那就來從各個可能的方面探索吧。

網絡

網絡可能導致主從延遲的問題，比如主機或者從機的帶寬打滿、主從之間網絡延遲很大，有可能會導致主機上的binlog沒有全量傳輸到從機，造成延遲。

我的那組DB的IO線程已經將對應的binlog近乎實時的拉取到了從機DB上，基本排除網絡導致的延遲。還可結合網絡質量相關監控來進一步確認是否是網絡的問題。

機器性能

從機使用了爛機器？之前有遇到過有的業務從機使用了很爛的機器，導致的主從延遲。比如，主機使用SSD而從機還是使用SATA。從機用爛機器的觀念需要改改，隨著DB自動切換的需求越來越高，尤其是我所在的金融行業，從機至少不要比主機配置差。

從機高負載？有很多業務會在從機上做統計，把從機服務器搞成高負載，從而造成從機延遲很大的情況，這種使用top命令即可快速發現。

從機磁盤有問題？磁盤、raid卡、調度策略有問題的情況下，有時會出現單個IO延遲很高的情況，比如raid卡電池充放電的時候，在沒有設置強行write back的情況下得會將write back模式修改為write through。 使 用iostat命令查看DB數據盤的IO情況，是否是單個IO的執行時間很長，塊大小和磁盤隊列情況等，可以比較一下DB盤的IO調度規則以及塊大小的設置等。使用iostat查看IO運行情況，如圖2所示。

從IO情況看也沒什么問題，單個IO延遲很小，iops很低，寫帶寬也不大。調度規則（cat/sys/block/fioa/queue/scheduler）和塊大小等和主機設置是一樣的，排除磁盤的問題。

從運行指標看，機器負載很低，機器性能也可以排除。

大事務

圖2 查看IO運行情況

圖3 單線程

是否是經常會有大事務？這個可能廣大DBA們會遇到比較多，比如在RBR模式下，執行帶有大量的delete操作，或者在MBR模式下刪除的時候添加了不確定語句（類似limit），又或者一個表的alter操作等，都會導致延遲情況的發生。這種通過查看processlist相關信息以及使用mysqlbinlog查看binlog中的SQL就能快速進行確認。這個設想也被排除。

鎖

鎖沖突問題也會導致從機SQL線程執行慢，比如從機上有一些select....for update的SQL，或者使用了MyISAM引擎等。此類問題，可以通過抓去processlist以及查看information_schema下面和鎖以及事務相關的表來查看。經過排查也并未發現鎖的問題。

參數

參數部分使用如果是innodb引擎，可以根據自己的使用環境調整innodb_flush_log_at_trx_commit、sync_binlog參數來提升復制速度，那組 DB使用的 TokuDB，則可以優化tokudb_commit_sync、tokudb_fsync_log_period、sync_binlog等參數來做調整。這些參數調整后，復制的延遲情況會有一些作用。

注意：這種調整可能會影響數據的安全性，需要結合業務來考慮。

多線程

多線程問題可能是DBA們遇到最多的問題，之前在5.1和5.5版本，MySQL的單線程復制瓶頸就廣受詬病。從5.6開始MySQL正式支持多線程復制。

很容易想到，如果是單線程同步，單個線程存在寫入瓶頸，導致主從延遲。那就先調整為多線程試試效果。

可以通過show processlist查看是否有多個同步線程，也可以查看參數的方式查看是否使用多線程（show variables like'%slave_parallel%'）。

當你看到是圖3這種結果的時候，恭喜你，你使用的是單線程。使用下面那行命令改造成多線程復制：

STOP SLAVE SQL_THREAD;SET GLOBAL slave_parallel_type='LOGICAL_CLOCK';SET GLOBAL slave_parallel_workers=8;START SLAVE SQL_THREAD;

改造后如圖4所示。本來就已經是多線程復制了，因此問題的根源也不在是否開啟多線程復制上。但是當我使用show processlist查看復制狀態的時候，大多數情況下發現只有1個SQL線程在執行，如圖5所示。可以發現，基本都是一個線程在執行，那么可以初步判定是多線程的威力沒有得到很好的發揮，為了更有力地說明問題，想辦法統計出來每個同步線程使用的比率。統計方法如下:

1.將線上從機相關統計打開（出于性能考慮默認是關閉的），打開方法可以如下如下SQL：

圖4 多線程

圖5 查看復制狀態

圖5 查看復制狀態

UPDATE performance_schema.setup_consumers SET ENABLED = 'YES'WHERE NAME LIKE 'events_transactions%';

UPDATE performance_schema.setup_instruments SET ENABLED = 'YES',TIMED = 'YES'WHERE NAME= 'transaction';

2.創建一個查看各個同步線程使用量的視圖，代碼如下：

USE test;

CREATE VIEW rep_thread_count AS SELECT a.THREAD_ID AS THREAD_ID,a.COUNT_STAR AS COUNT_STAR FROM performance_schema.events_transactions_summary_by_thread_by_event_name a WHERE a.THREAD_ID in (SELECT b.THREAD_ID FROM performance_schema.replication_applier_status_by_worker b);

3.一段時間后，統計各個同步線程的使用比率，SQL如下:

SELECT SUM(COUNT_STAR) FROMrep_thread_count INTO @total;

SELECT 100*(COUNT_STAR/@total) AS thread_usage FROMrep_thread_count;

結果如下 ：58.15、10.53、7.77、6.66、5.88、5.39、5.08、4.57。

從上面的結果我們可以看出，絕大多數情況下都是一個線程在跑，在監控這種存在大量數據導入的場景，肯定容易出現瓶頸。如果能提高各線程并發執行的能力，可能很好地改善同步延遲的情況，那該如何來解決呢？

組提交

我們不妨從多線程同步的原理來思考，在5.7中，多線程復制的功能有很大的改善，支持LOGICAL_CLOCK的方式，在這種方式下，并發執行的多個事務只要能在同一時刻commit，就說明線程之間沒有鎖沖突，那么master就可以將這一組的事務標記并在slave機器上安全的進行并發執行。因此，可以盡可能地使所有線程能在同一時刻提交，這樣就能很大程度上提升從機的執行的并行度，從而減少從機的延遲。

有了這個猜想后，很自然想到了人為控制盡可能多地使所有線程在同一時刻提交，其實官方已經給我們提供了類似的參數，參數如下：

binlog_group_commit_sync_delay

#參 數 說 明 見：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-optionsbinary-log.html#sysvar_binlog_group_commit_sync_delay

注意：這個參數會延遲SQL的響應，對延遲非常敏感的環境需要特別注意，單位是微秒。

binlog_group_commit_sync_no_delay_count

#參 數 說 明 見：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-optionsbinary-log.html#sysvar_binlog_group_commit_sync_no_delay_count

注意：這個參數取到了一定的保護作用，在達到binlog_group_commit_sync_no_delay_count設定的值的時候，不管是否達到了binlog_group_commit_sync_delay設置定的閥值，都立即進行提交。

由于是監控的DB，主要是load數據，然后展示，1秒左右的導入延遲對業務沒什么影響，因此將兩個參數調整為：

SET GLOBAL binlog_group_commit_sync_delay= 1000000;

SET GLOBAL binlog_group_commit_sync_no_delay_count = 20;

注意：這兩個參數請根據業務特性進行調整，以免造成線上故障。

為了防止導入SQL堆積，設置SET GLOBAL binlog_group_commit_sync_no_delay_count為 20，在達到20個事務的時候不管是否達到了1秒都進行提交。減少對業務的影響。

設置完這兩個參數后，發現并發復制瞬間提升了好多，很多時候8個線程都能跑滿。于是將線程調整到16個。運行一段事件后，再次統計各個同步線程的使用比率，發現并發度提升了非常多，新的比率為：15.17、11.68、10.35、9.18、7.96、6.68、5.80、4.97、4.38、4.00、3.66、3.51、3.32、3.24、3.11、3.02。

通過show slave status查看，發現從機延遲越來越小，目前已經完全追上，并穩定運行了一周。

總結

最后，簡單總結一下：

在遇到主從延遲的問題的時候，可以從如下幾個地方開腦洞，尋找蛛絲馬跡，找到問題的根源，對癥下藥，藥到病除，排查范圍包括但不限于如下幾方面：網絡方面、性能方面、配置方面（參數優化）、大事務、鎖、多線程復制、組提交。

通過上面對整個問題排查的梳理，希望廣大DBA遇到類似復制延遲的問題都能徹底終結。