MySQL5.6 新特性之GTID

Posted 2020-10-20

背景：

  mysql5.6在5.5的基础上增加了一些改进，本文章先对其中一个一个比较大的改进"GTID"进行说明。

概念：

  GTID即全局事务ID（global transaction identifier），GTID实际上是由UUID+TID组成的。其中UUID是一个MySQL实例的唯一标识。TID代表了该实例上已经提交的事务数量，并且随着事务提交单调递增，所以GTID能够保证每个MySQL实例事务的执行（不会重复执行同一个事务，并且会补全没有执行的事务）。下面是一个GTID的具体形式：

4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-77
更具体的说明见官方说明。

GTID意义：

  引入GTID的意义是什么？

  1)因为清楚了GTID的格式，所以通过UUID可以知道这个事务在哪个实例上提交的。

  2)通过GTID可以极方便的进行复制结构上的故障转移，新主设置。很好的解决了下面这个图（图来自高性能MySQL第10章）的问题。

上面图的意思是：Server1(Master)崩溃，根据从上show slave status获得Master_log_File/Read_Master_Log_Pos的值，Server2(Slave)已经跟上了主，Server3(Slave)没有跟上主。这时要是把Server2提升为主，Server3变成Server2的从。这时在Server3上执行change的时候需要做一些计算，这里就不做说明了，具体的说明见高性能MySQL第10章，相对来说是比较麻烦的。

这个问题在5.6的GTID出现后，就显得非常的简单。由于同一事务的GTID在所有节点上的值一致，那么根据Server3当前停止点的GTID就能定位到Server2上的GTID。甚至由于MASTER_AUTO_POSITION功能的出现，我们都不需要知道GTID的具体值，直接使用CHANGE MASTER TO MASTER_HOST=‘xxx‘， MASTER_AUTO_POSITION命令就可以直接完成failover的工作。

原理：

  从服务器连接到主服务器之后，把自己执行过的GTID(Executed_Gtid_Set)<SQL线程> 、获取到的GTID(Retrieved_Gtid_Set）<IO线程>发给主服务器，主服务器把从服务器缺少的GTID及对应的transactions发过去补全即可。当主服务器挂掉的时候，找出同步最成功的那台从服务器，直接把它提升为主即可。如果硬要指定某一台不是最新的从服务器提升为主， 先change到同步最成功的那台从服务器， 等把GTID全部补全了，就可以把它提升为主了。

测试：

1）复制环境的搭建：具体的复制搭建的步骤可以在网上搜索

因为支持GTID，所以5.6多了几个参数：

复制代码
mysql> show variables like ‘%gtid%‘;
+---------------------------------+-----------+
| Variable_name | Value |
+---------------------------------+-----------+
| binlog_gtid_simple_recovery | OFF |
| enforce_gtid_consistency | OFF |
| gtid_deployment_step | OFF |
| gtid_executed | |
| gtid_mode | OFF |
| gtid_next | AUTOMATIC |
| gtid_owned | |
| gtid_purged | |
| simplified_binlog_gtid_recovery | OFF |
+---------------------------------+-----------+
复制代码
主从环境的搭建和5.5没有什么区别，唯一需要注意的是：开启GTID需要启用这三个参数：

#GTID
gtid_mode = on
enforce_gtid_consistency = 1
log_slave_updates = 1
任意一个参数不开启则都会报错：

2015-08-09 02:33:57 6512 [ERROR] --gtid-mode=ON or UPGRADE_STEP_1 or UPGRADE_STEP_2 requires --log-bin and --log-slave-updates
2015-08-09 02:33:57 6512 [ERROR] Aborting

2015-08-09 02:39:58 9860 [ERROR] --gtid-mode=ON or UPGRADE_STEP_1 requires --enforce-gtid-consistency
2015-08-09 02:39:58 9860 [ERROR] Aborting
具体的方法可以参考官方文档。

三个实例开启之后(3306、3307、3308)，执行change的时候也要注意：

各个实例的uuid：

复制代码
3306:
mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid |
+--------------------------------------+
| 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e |
+--------------------------------------+

3307:
mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid |
+--------------------------------------+
| 041d0e65-3cde-11e5-9a6e-001c4270714e |
+--------------------------------------+

3308:
mysql> select @@server_uuid;
+--------------------------------------+
| @@server_uuid |
+--------------------------------------+
| 081ccacf-3ce4-11e5-9a95-001c4270714e |
+--------------------------------------+
复制代码
使用5.6之前的主从change：

mysql> change master to master_host=‘127.0.0.1‘,master_user=‘rep‘,master_password=‘rep‘,master_log_file=‘mysql-bin3306.000001‘,master_log_pos=151,/master_auto_position=1/;
报错：

ERROR 1776 (HY000): Parameters MASTER_LOG_FILE, MASTER_LOG_POS, RELAY_LOG_FILE and RELAY_LOG_POS cannot be set when MASTER_AUTO_POSITION is active.
当使用 MASTER_AUTO_POSITION 参数的时候，MASTER_LOG_FILE，MASTER_LOG_POS参数不能使用。

使用5.6之后的主从change：

mysql> change master to master_host=‘127.0.0.1‘,master_user=‘rep‘,master_password=‘rep‘,master_port=3306,master_auto_position=1;
在执行上面的命令的时候会报错2个warnings，主要的原因是复制账号安全的问题，相关的信息可以看这里。

从总体上看来，由于要支持GTID，所以不需要手工确定主服务器的MASTER_LOG_FILE及MASTER_LOG_POS。要是不需要GTID则需要指定FILE和POS。在2个从上执行上面命令，到此主从环境搭建完成。GTID的主从完成之后可以通过show processlist查看：

复制代码
mysql> show processlist\G;
1. row
Id: 38
User: rep
Host: localhost:52321
db: NULL
Command: Binlog Dump GTID #通过GTID复制
Time: 48
State: Master has sent all binlog to slave; waiting for binlog to be updated
Info: NULL
Rows_sent: 0
Rows_examined: 0
复制代码
2）测试复制的故障转移

server1(3306)挂了，服务器起不来了。需要把其中的一个从设置为主，另一个设置为其的从库：

server2(3307):

          Master_Log_File: mysql-bin3306.000002
      Read_Master_Log_Pos: 4156773
      Exec_Master_Log_Pos: 4156773

server3(3308):

          Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
      Read_Master_Log_Pos: 83795320
      Exec_Master_Log_Pos: 83795320

相比之下server2完成的事务要比server3更接近或则等于server1，现在需要把server3设置为server2的从库。

在MySQL5.6之前，这里的计算会很麻烦，要计算之前主库的log_pos和当前要设置成主库的log_pos，很有可能出错。所以出现了一些高可用性的工具如MHA，MMM等解决问题。

在MySQL5.6之后，很简单的解决了这个难题。因为同一事务的GTID在所有节点上的值一致，那么根据server3当前停止点的GTID就能定位到server2上的GTID，所以直接在server3上执行change即可：

复制代码
mysql> stop slave;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

#千万不要执行 reset master，否则会从最先的GTID上开始执行。

mysql> change master to master_host=‘127.0.0.1‘,master_user=‘rep‘,master_password=‘rep‘,master_port=3307,master_auto_position=1; #指定到另一个比较接近主的从上。
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.02 sec)

mysql> start slave; #成功的切换到新主
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
复制代码
主从结构已经变更，server2是Master，server3是Slave。因为不需要计算pos的值，所以通过GTID很简单的解决了这个问题。

3）跳过复制错误：gtid_next、gtid_purged

① 从服务器跳过一个错误的事务:

复制代码
mysql> show slave status\G;
1. row
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 127.0.0.1
Master_User: rep
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Read_Master_Log_Pos: 38260944
Relay_Log_File: mysqld-relay-bin3307.000002
Relay_Log_Pos: 369
Relay_Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: No
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 1008
Last_Error: Error ‘Can‘t drop database ‘mablevi‘; database doesn‘t exist‘ on query. Default database: ‘mablevi‘. Query: ‘drop database mablevi‘
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 151
Relay_Log_Space: 38261371
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: NULL
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 1008
Last_SQL_Error: Error ‘Can‘t drop database ‘mablevi‘; database doesn‘t exist‘ on query. Default database: ‘mablevi‘. Query: ‘drop database mablevi‘
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 1
Master_UUID: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e
Master_Info_File: mysql.slave_master_info
SQL_Delay: 0 #通过在change的时候指定，如：change master to master_delay=600，延迟10分钟同步。
SQL_Remaining_Delay: NULL
Slave_SQL_Running_State:
Master_Retry_Count: 86400
Master_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp: 150810 23:38:39
Master_SSL_Crl:
Master_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-48
Executed_Gtid_Set:
Auto_Position: 1
复制代码
在MySQL5.6之前，只需要执行：

mysql> set global sql_slave_skip_counter=1;
跳过一个错误的事务，就可以继续进行复制了。但在MySQL5.6之后则不行：

mysql> set global sql_slave_skip_counter=1;
ERROR 1858 (HY000): sql_slave_skip_counter can not be set when the server is running with @@GLOBAL.GTID_MODE = ON. Instead, for each transaction that you want to skip, generate an empty transaction with the same GTID as the transaction
分析：因为是通过GTID来进行复制的，也需要跳过这个事务从而继续复制，这个事务可以到主上的binlog里面查看：因为不知道找哪个GTID上出错，所以也不知道如何跳过哪个GTID。但在show slave status里的信息里可以找到在执行Master里的POS:151

Exec_Master_Log_Pos: 151
的时候报错，所以通过mysqlbinlog找到了GTID：

at 151

#150810 22:57:45 server id 1 end_log_pos 199 CRC32 0x5e14d88f GTID [commit=yes]
SET @@SESSION.GTID_NEXT= ‘4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1‘/!/;
找到这个GTID之后执行：必须按照下面顺序执行

复制代码
mysql> stop slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> set session gtid_next=‘4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1‘; #在session里设置gtid_next，即跳过这个GTID
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> begin; #开启一个事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> SET SESSION GTID_NEXT = AUTOMATIC; #把gtid_next设置回来
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> start slave; #开启复制
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
复制代码
查看复制状态：

复制代码
mysql> show slave status\G;
1. row
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 127.0.0.1
Master_User: rep
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Read_Master_Log_Pos: 38260944
Relay_Log_File: mysqld-relay-bin3307.000003
Relay_Log_Pos: 716
Relay_Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 38260944
Relay_Log_Space: 38261936
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 1
Master_UUID: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e
Master_Info_File: mysql.slave_master_info
SQL_Delay: 0 #延迟同步
SQL_Remaining_Delay: NULL
Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for the slave I/O thread to update it
Master_Retry_Count: 86400
Master_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp:
Master_SSL_Crl:
Master_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-48
Executed_Gtid_Set: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-48
Auto_Position: 1
复制代码
在此成功跳过了错误，同步继续。可以通过这个办法来处理复制失败的问题，这里还有个例子，有兴趣的可以看一下（从服务器中跳过一条语句/事务）：

View Code
注意：通过GTID的复制都是没有指定MASTER_LOG_FILE和MASTER_LOG_POS的，所以通过GTID复制都是从最先开始的事务开始，除非在自己的binlog里面有执行过之前的记录，才会继续后面的执行。

② 要是事务日志被purge，再进行change：

View Code
报错：

            Last_IO_Errno: 1236
            Last_IO_Error: Got fatal error 1236 from master when reading data from binary log: ‘The slave is connecting using CHANGE MASTER TO MASTER_AUTO_POSITION = 1, but the master has purged binary logs containing GTIDs that the slave requires.‘

这里需要解决的是：Slave如何跳过purge的部分，而不是在最先开始的事务执行。

复制代码
在主上执行，查看被purge的GTID：
mysql> show global variables like ‘gtid_purged‘;
+---------------+-------------------------------------------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------------------------------------------+
| gtid_purged | 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-50 |
+---------------+-------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

在从上执行，跳过这个GTID：
mysql> stop slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set global gtid_purged = ‘4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-50‘;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> reset master;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

要是出现：
ERROR 1840 (HY000): @@GLOBAL.GTID_PURGED can only be set when @@GLOBAL.GTID_EXECUTED is empty.
则需要执行：
reset master;
复制代码
到这从的同步就正常了。

View Code
③ 通过另一个从库恢复从库数据

比如一台从库误操作，数据丢失了，可以通过另一个从库来进行恢复：

复制代码
slave2（3308）：
mysql> use mmm
Database changed
mysql> show tables;
+---------------+
| Tables_in_mmm |
+---------------+
| patent_family |
| t |
| tt |
+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> truncate table tt; #误操作，把记录删除了
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> show slave status\G;
1. row
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 127.0.0.1
Master_User: rep
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Read_Master_Log_Pos: 38260553
Relay_Log_File: mysqld-relay-bin3308.000002
Relay_Log_Pos: 38260771
Relay_Master_Log_File: mysql-bin3306.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 38260553
Relay_Log_Space: 38260980
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 1
Master_UUID: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e
Master_Info_File: /var/lib/mysql3/master.info
SQL_Delay: 0 #延迟同步
SQL_Remaining_Delay: NULL
Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for the slave I/O thread to update it
Master_Retry_Count: 86400
Master_Bind:
Last_IO_Error_Timestamp:
Last_SQL_Error_Timestamp:
Master_SSL_Crl:
Master_SSL_Crlpath:
Retrieved_Gtid_Set: 4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-46
Executed_Gtid_Set: 081ccacf-3ce4-11e5-9a95-001c4270714e:1, #多出了一个GTID(本身实例执行的事务)
4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-46
Auto_Position: 1

数据被误删除之后，最好停止复制：stop slave;

恢复数据从slave1（3307）上备份数据，并还原到slave2（3308）中。
备份：
mysqldump -uzjy -p123456 -h127.0.0.1 -P3307 --default-character-set=utf8 --set-gtid-purged=ON -B mmm > mmm1.sql

在还原到slave2的时候需要在slave2上执行：reset master; 不然会报错：
ERROR 1840 (HY000) at line 24: @@GLOBAL.GTID_PURGED can only be set when @@GLOBAL.GTID_EXECUTED is empty.

还原：
[email protected]:~# mysql -uzjy -p123456 -h127.0.0.1 -P3308 --default-character-set=utf8 < mmm.sql

开启同步：
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.03 sec)

这时候你会发现误删除的数据已经被还原，并且复制也正常。因为根据GTID的原理，通过slave1的备份直接可以和Master进行同步。
复制代码
这里备份注意的一点是：在备份开启GTID的实例里，需要指定 --set-gtid-purged参数，否则会报warning：

Warning: A partial dump from a server that has GTIDs will by default include the GTIDs of all transactions, even those that changed suppressed parts of the database. If you don‘t want to restore GTIDs, pass --set-gtid-purged=OFF. To make a complete dump, pass --all-databases --triggers --routines --events
备份文件里面会出现：

SET @@GLOBAL.GTID_PURGED=‘4e659069-3cd8-11e5-9a49-001c4270714e:1-483‘;
还原的时候会要求先在实例上reset master，不然会报错：

Warning: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 1840 (HY000) at line 24: @@GLOBAL.GTID_PURGED can only be set when @@GLOBAL.GTID_EXECUTED is empty.
指定--set-gtid-purged=ON参数，出现GTID_PURGED，直接还原的时候执行，从库不需要其他操作就可以直接change到主。关于GTID更多的信息可以到官方文档里查看。

总结：

  GTID就是全局事务ID(global transaction identifier )，最初由google实现，官方MySQL在5.6才加入该功能。要是主从结构只有一台Master和一台Slave对于GTID来说就没有优势了，而对于2台主以上的结构优势异常明显，可以在数据不丢失的情况下切换新主。
  使用GTID需要注意的是：在构建主从复制之前，在一台将成为主的实例上进行一些操作（如数据清理等），通过GTID复制，这些在主从成立之前的操作也会被复制到从服务器上，引起复制失败。即：通过GTID复制都是从最先开始的事务日志开始，即使这些操作在复制之前执行。比如在server1上执行一些drop、delete的清理操作，接着在server2上执行change的操作，会使得server2也进行server1的清理操作。