Percona XtraDB Cluster（PXC）—

Percona XtraDB Cluster（PXC）：Percona XtraDB Server +WSREP API(write set replication patches) + Galera(galera library)

转自:http://blog.chinaunix.net/uid-25206403-id-3912291.html
同类基于验证复制的集群结构：
codership 开源产品：Galera Cluster for MySQL
mariadb 基于galera集群：maria galera cluster

pxc是基于验证的数据强一致性数据复制的mysql集群，特性分析：
优点：
          1.高可用性，节点不可用不影响集群正常运行。
          2.强一致性，可以将读扩展到多个节点上。
          3. 节点的增加数据同步自动化（IST,SST）。
          4. 可实现多点读写，但写压力仍要同步到所有节点。
缺点：
        1.由于ddl需全局验证通过，则集群性能由集群中最差性能节点决定。
        2.为保证一致性，galera 总是优先保证数据一致性，在多点并发写时，锁冲突问题严重
        3.新节点加入或延后较大的节点重新加入需全量拷贝数据（sst），作为donor的节点在同步过程中无法提供读写
        4.数据冗余度为节点数

名词：
    WS：write set 写数据集
    IST: Incremental State Transfer 增量同步
    SST：State Snapshot Transfer 全量同步
    UUID：节点状态改变及顺序的唯一标识。
    GTID:Global Transaction ID ，由UUID和偏移量组成。wsrep api 中定义的集群内全局事务id。

PXC工作原理：

节点接收sql 请求后，对于ddl 操作，在commit之前，由wsrep API 调用galera 库进行集群内广播，所有其他节点验证成功后事务在集群所有节点进行提交，反之roll back。pxc 保证整个集群所有数据的强一致性，满足CAP理论中满足：Consistency 和 Availability。

WSREP API：
在DBMS和wsrep provider 之间提供接口。

GTID:Global Transaction ID. 由UUID 和 sequence number组成，用于标示集群中发生状态改变的唯一标示以及队列中的偏移量。
Galera wsrep provider:

完成事务在集群内的广播：本地事务发送给其他节点验证，接收其他节点事件本地验证并返回结果
应用从其他节点接收并全局验证通过的事件到本地。
集群内通信，节点存活的检测，pc的选举等
脑裂，为避免节点失效导致pc选举失败整个集群不可用，建议节点数至少为3
多点写入时的锁冲突检测机制
等待队列中事务的并发提交

复制模块：

galera的group communication 层实现统一全局数据同步策略和集群内所有事务的排序，便于生成GTID。
对于每一个节点有2方面工作：

完成数据同步。
完成与其他节点的通信。

galera 的replication 层完成数据同步，由slave queue 和applier 组成，在事务的同步过程中，事务在队列中以及应用线程中时于节点本地产生锁冲突处理方式。replication 模块的效率直接影响整个集群的写入性能。
同步过程中，本地事务和等待队列中的锁冲突：
innodb内部使用悲观锁，保证事务的成功进行和提交。pxc中使用乐观锁，以避免在每个节点获取锁以及网路开销，在写入节点上，事务在提交之前与单点的innodb一样，到达提交点时，向集群其他节点广播（galera 库完成并发）事物并等待各节点验证结果，如果所有节点都返回成功，则提交，反之，回滚。
pxc 中先提交的事物成功，其他事务（本地或其他节点同步）将回滚或报死锁错误。
相关状态值:

wsrep_local_cert_failures 同步过程中节点认证失败计数，冲突来自本地提交的事务和同步队列中事务存在锁冲突，则本地验证失败（保证全局数据一致性）
wsrep_local_bf_aborts 强制放弃，本地事务和同步队列中正在执行的事务存在锁冲突时，将强制保证先提交的事务成功，后者回滚活报错

验证模块：

验证过程中，节点在接收到其他节点writeset后，在本地做冲突验证并返回验证结果

节点状态机：
Regular Transitions:

状态机变化阶段：
     1.OPEN: 节点启动成功，尝试连接到集群，如果失败则根据配置退出或创建新的集群
     2.PRIMARY: 节点处于集群PC中，尝试从集群中选取donor进行数据同步
     3.JOINER: 节点处于等待接收/接收数据文件状态，数据传输完成后在本地加载数据
     4.JOINED: 节点完成数据同步工作，尝试保持和集群进度一致
     5.SYNCED：节点正常提供服务：数据的读写，集群数据的同步，新加入节点的sst请求
     6.DONOR：节点处于为新节点准备或传输集群全量数据状态，对客户端不可用。
状态机变化因素：
     1.新节点加入集群
     2.节点故障恢复
     3.节点同步实效

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