深度分析 | MGR相同GTID产生不一样transaction故障分析

本文是由爱可生运维团队出品的「MySQL专栏」系列文章，内容来自于运维团队一线实战经验，涵盖MySQL各类特性的实践，优化案例，数据库架构，HA，监控等，有扫雷功效。

爱可生开源社区持续运营维护的小目标：

• 每周至少推送一篇高质量技术文章
• 每个月研发团队发布开源组件新版
• 每一年1024开源一款企业级组件
• 2019年至少25场社区活动

欢迎你们持续关注～

MGR做为MySQL原生的高可用方案，它的基于共识协议的同步和决策机制，看起来也更为先进。吸引了一票用户积极尝试，但愿经过MGR架构解决RPO=0的高可用切换。在实际使用中常常会遇到由于网络抖动的问题形成集群故障，最近咱们某客户就遇到了这类问题，致使数据不一致。

问题现象

这是在生产环境中一组MGR集群，单主架构，咱们能够看到在相同的GTID86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280下，本应执行相同的事务，但binlog日志显示不一样事务信息。

• Primary节点binlog：

SET @@SESSION.GTID_NEXT= '86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280'/*!*/;# at 637087357#190125 15:02:55 server id 3136842491 end_log_pos 637087441 Querythread_id=19132957 exec_time=0 error_code=0SET TIMESTAMP=1548399775/*!*/;BEGIN/*!*/;# at 637087441#190125 15:02:55 server id 3136842491 end_log_pos 637087514 Table_map:`world`.`IC_WB_RELEASE` mapped to number 398# at 637087514#190125 15:02:55 server id 3136842491 end_log_pos 637087597 Write_rows: table id 398flags: STMT_END_FBINLOG 'n7RKXBP7avi6SQAAABov+SUAAI4BAAAAAAEAB2ljZW50ZXIAFUlDX1FVRVJZX1VTRVJDQVJEX0xP'/*!*/;### INSERT INTO `world`.`IC_WB_RELEASE`### SET

• Secondary节点binlog：

SET @@SESSION.GTID_NEXT= '86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280'/*!*/;# at 543772830#190125 15:02:52 server id 3136842491 end_log_pos 543772894 Querythread_id=19162514 exec_time=318 error_code=0SET TIMESTAMP=1548399772/*!*/;BEGIN/*!*/;# at 543772894#190125 15:02:52 server id 3136842491 end_log_pos 543772979 Table_map:`world`.`IC_QUERY_USERCARD_LOG` mapped to number 113# at 543772979#190125 15:02:52 server id 3136842491 end_log_pos 543773612 Delete_rows: table id113 flags: STMT_END_FBINLOG 'nLRKXBP7avi6VQAAADNRaSAAAHEAAAAAAAEAB2ljZW50ZXIADUlDX1dCX1JFTEVBU0UACw8PEg8'/*!*/;### DELETE FROM `world`.`IC_QUERY_USERCARD_LOG`### WHERE

从以上信息能够推测，primary节点在这个GTID下对world.IC_WB_RELEASE表执行了insert操做事件没有同步到secondary节点，secondary节点收到主节点的其余事件，形成了数据是不一致的。当在表IC_WB_RELEASE发生delete操做时，引起了下面的故障，致使从节点脱离集群。

2019-01-28T11:59:30.919880Z 6 [ERROR] Slave SQL for channel 'group_replication_applier': Could not execute Delete_rows event on table `world`.`IC_WB_RELEASE`; Can't find record in 'IC_WB_RELEASE', Error_code: 1032; handler error HA_ERR_KEY_NOT_FOUND, Error_code: 10322019-01-28T11:59:30.919926Z 6 [Warning] Slave: Can't find record in 'IC_WB_RELEASE' Error_code: 10322019-01-28T11:59:30.920095Z 6 [ERROR] Plugin group_replication reported: 'The applier thread execution was aborted. Unable to process more transactions, this member will now leave the group.'2019-01-28T11:59:30.920165Z 6 [ERROR] Error running query, slave SQL thread aborted. Fix the problem, and restart the slave SQL thread with "SLAVE START". We stopped at log 'FIRST' position 271.2019-01-28T11:59:30.920220Z 3 [ERROR] Plugin group_replication reported: 'Fatal error during execution on the Applier process of Group Replication. The server will now leave the group.'2019-01-28T11:59:30.920298Z 3 [ERROR] Plugin group_replication reported: 'The server was automatically set into read only mode after an error was detected.'

问题分析

1. 主节点在向从节点同步事务时，至少有一个GTID为86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280（执行的是insert操做）的事务没有同步到从节点，此时从实例还不存在这个GTID；因而主实例GTID高于从实例。数据就已经不一致了。
2. 集群业务正常进行，GTID持续上涨，新上涨的GTID同步到了从实例，占用了86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280这个GTID，因此从实例没有执行insert操做，少了一部分数据。
3. 主节点对GTID为86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280执行的insert数据进行delete，而从节点因为没有同步到本来的insert操做；没有这部分数据就不能delete，因而脱离了集群。

对于该故障的分析，咱们要从主从实例GTID相同，可是事务不一样的缘由入手，该问题猜想与bug（https://bugs.mysql.com/bug.ph...）相关，咱们针对MGR同步事务的时序作以下分析。

相关知识背景

MGR全组同步数据的Xcom组件是基于paxos算法的实现；每当提交新生事务时，主实例会将新生事务发送到从实例进行协商，组内协商经过后全组成员一块儿提交该事务；每个节点都以一样的顺序，接收到了一样的事务日志，因此每个节点以一样的顺序回放了这些事务，最终组内保持了一致的状态。

paxos包括两个角色：

提议者（Proposer）：主动发起投票选主，容许发起提议。
接受者（Acceptor）：被动接收提议者（Proposer）的提议，并记录和反馈，或学习达成共识的提议。

paxos达成共识的过程包括两个阶段：

第一阶段（prepare）

a：提议者（Proposer）发送prepare请求，附带本身的提案标识（ballot，由数值编号加节点编号组成）以及value值。组成员接收prepare请求；b：若是自身已经有了确认的值，则将该值以ack_prepare形式反馈；在这个阶段中，Proposer收到ack回复后会对比ballot值，数值大的ballot会取代数值小的ballot。若是收到大多数应答以后进入下一个阶段。

第二阶段（accept）

a：提议者（Proposer）发送accept请求
b：接收者（Acceptor）收到请求后对比自身以前的bollat是否相同以及是否接收过value值。若是未接受过value值 以及ballot相同，则返回ack_accept，若是接收过value值，则选取最大的ballot返回ack_accept。c：以后接受相同value值的Proposer节点发送learn_op，收到learn_op节点的实例表示确认了数据修改，传递给上层应用。

针对本文案例咱们须要强调几个关键点：

• 1.该案例最根本的异常对比发生在第二次提案的prepare阶段。
• 2.prepare阶段的提案标识由数值编号和节点编号两部分组成；其中数值编号相似自增加数值，而节点编号不变。

分析过程

结合paxos时序，咱们对案例过程进行推测：

Tips：如下分析过程请结合时序图操做步骤观看

建议点开放大，效果更清晰 ^ ^

1. 【step1】primary节点要执行对表world.IC_WB_RELEASE的insert操做，向组内发送假设将ballot设置为（0.0）以及将value值world.IC_WB_RELEASE的prepare请求，并收到大多数成员的ack_prepare返回，因而开始发送accept请求。primary节点将ballot（0.0）的提案信息发送至组内，仍收到了大多数成员ack_accept（ballot=0.0value=world.IC_WB_RELEASE）返回。而后发送learn_op信息【step3】。
2. 同时其余从节点因为网络缘由没有收到主实例的的learn_op信息【step3】，而其中一台从实例开始新的prepare请求【step2】，请求value值为no_op（空操做）ballot=1.1（此编号中节点编号是关键，该secondary节点编号大于primary节点编号，致使了后续的问题，数值编号不管谁大谁小都要被初始化）。

其余的从实例因为收到过主节点的value值；因此将主节点的（ballot=0.0，value=world.IC_WB_RELEASE）返回；而收到的ack_prepare的ballot值的数值符号全组内被初始化为0，整个ballot的大小彻底由节点编号决定，因而从节点选取了ballot较大的该实例value值做为新的提案，覆盖了主实例的value值并收到大多数成员的ack_accept【step2】。并在组成员之间发送了learn_op信息【step3】，跳过了主实例提议的事务。

从源码中能够看到关于handle_ack_prepare的逻辑。

handle_ack_prepare has the following code:    if (gt_ballot(m->proposal,p->proposer.msg->proposal))        {            replace_pax_msg(&p->proposer.msg, m);            ...            }

1. 此时，主节点在accept阶段收到了组内大多数成员的ack_accept并收到了 本身所发送的learn_op信息，因而把本身的提案（也就是binlog中对表的insert操做）提交【step3】，该事务GTID为86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280。而其余节点的提案为no_op【step3】，因此不会提交任何事务。此时主实例GTID大于其余从实例的。
2. 主节点新生GTID继续上涨；同步到从实例，占用了从实例的86afb16f-1b8c-11e8-812f-0050568912a4:57305280这个GTID，因而产生了主节点与从节点binlog中GTID相同可是事务不一样的现象。
3. 当业务执行到对表world.IC_WB_RELEASE的delete操做时，主实例能进行操做，而其余实例因为没有insert过数据，不能操做，就脱离了集群。

▽过程总结：

1. 旧主发送prepare请求，收到大多数ack，进入accept阶段，收到大多数ack。
2. 从实例因为网络缘由没有收到learn_op信息。
3. 其中一台从实例发送新的prepare请求，value为no_op。
4. 新一轮的prepare请求中，提案标识的数值编号被初始化，新的提案者大于主实例，从实例选取新提案，执行空操做，不写入relay-log。代替了主实例的事务，使主实例GTID大于从实例。
5. 集群网络状态恢复，新生事物正常同步到从实例，占用了本该正常同步的GTID，使集群中主节点与从节点相同GTID对应的事务时不一样的。

结论

针对此问题咱们也向官方提交SR，官方已经反馈社区版MySQL 5.7.26和MySQL 8.0.16 中会修复，若是是企业版客户能够申请最新的hotfix版本。

在未升级 MySQL 版本前，若再发生此类故障，在修复时须要人工检查，检查切换时binlog中 GTID 信息与新主节点对应 GTID 的信息是否一致。若是不一致须要人工修复至一致状态，若是一致才能够将被踢出的原主节点加回集群。

因此正在使用了MGR 5.7.26以前社区版的DBA同窗请注意避坑。

开源分布式中间件DBLE
社区官网： https://opensource.actionsky....
GitHub主页： https://github.com/actiontech...
技术交流群：669663113

开源数据传输中间件DTLE
社区官网： https://opensource.actionsky....
GitHub主页： https://github.com/actiontech...
技术交流群：852990221