MYSQL–架构–MGR–理论–04–事务和冲突检测机制

1、MGR 集群中事务的生命周期

1.1、MGR集群(MGR 组复制 技术示意图)

  1. MGR集群由DB1,DB2,DB3构成
  2. 集群中每个DB都有 MGR层

1.1.1、MGR层功能组成

  1. Paxos模块

    1. 基于 Paxos 算法确保所有节点收到相同广播消息
    2. 广播消息的内容结构：transaction message
  2. Certify模块(冲突检测)
    1. 进行冲突检测确保数据最终一致性
    2. 冲突检测中内存结构：certification info

1.2、MGR 集群中事务的生命周期

  1. 当 DB1 上有 事务T1 要执行时,T1 对 DB1 是来说本地事务,对于 DB2、DB3 来说是远端事务。
  2. DB1 上在 事务T1 在被执行后,会把执行 事务T1 信息广播给集群各个节点,包括 DB1 本身,通过 Paxos模块 广播给 MGR集群 各个节点,半数以上的节点同意并且达成共识,之后共识信息进入各个节点的 certify模块(冲突检测),各个节点各自进行冲突检测验证,最终保证事务在集群中最终一致性。
  3. 在冲突检测通过之后：
    1. 本地 事务T1 在 DB1 直接提交即可,否则直接回滚。
    2. 远端 事务T1 在 DB2 和 DB3 分别先更新到 relay log,然后应用到 binlog,完成数据的同步,否则直接放弃该事务。

2、transaction message

广播消息的内容结构

2.1、结构

2.2、说明

2.2.1、write set

  1. 写入集合
  2. 是事务更新行相关信息的Has 值
  3. write set=Hash(库名+表名+主键(唯一键)字段信息)

2.2.2、gtid_executed

  1. 已经执行过的事务 gtid 集合，即事务快照版本。

2.2.3、transaction_context_log_event

  1. 事务上下文信息
  2. 由下面内容组成
    1. write set
    2. gtid_executed

2.2.4、gtid_log_event

  1. 已经执行过的事务 gtid 集合。

2.2.5、log_event_group

  1. 事务日志信息
  2. 后续要更新到 relay log 中。

3、certification info

  1. 每个MGR节点都有一个 certification info 的内存结构
  2. certification info 保存了通过冲突检测的事务的 write set 和 gtid_executed。

3.1、结构

ertification info 相当于一个 map

3.1.1、key

  1. string 结构
  2. 保存 write set中提取的主键值
    1. Hash(库名+表名+主键(唯一键)字段信息)

3.1.2、value

  1. set 集合
  2. 保存 gtid_executed 事务快照版本。

3.2、举例

T1 事务，T1 更新 d1数据库 t1表 中id=1 和 id=2的两行数据,它对应快照版本 UUID_MGR 是 :1-100，刚开始 certification info 为空，所以直接提交，之后 certification info 中快照版本直接更新为 1-101。

4、冲突检测机制

  1. 冲突检测通过标准
  2. 单事务 写入时冲突检测机制
  3. 多事务 写入时冲突检测机制

4.1、冲突检测通过标准

若 transaction UUID_MGR  >= certification info UUID_MGR，则冲突检测通过。

5、单事务 写入时冲突检测机制

5.1、举例

  1. 事务T2，更新 id=2 的行

    1. 事务T2 的 UUID_MGR 为 1-102
    2. 节点中冲突检测模块中的 certification info 中的 UUID_MGR 为 1-101
      1. 3.2举例中已经变为1-101
    3. T2的UUID_MGR:1-102>UUID_MGR:1-101，则 T2 冲突检测通过
      1. 将UUID_MGR变为1-103
  2. 事务T3，更新 id=1 的行
    1. 事务T3 的 UUID_MGR 为 1-100
    2. 节点中冲突检测模块中的 certification info 中的 UUID_MGR 为 1-101
      1. 3.2举例中已经变为1-101
    3. T3的UUID_MGR:1-100 < UUID_MGR:1-101，则 T3 冲突检测通过
      1. T3事务丢弃

6、多事务 写入时冲突检测机制

6.1、原则

  1. 多个事务修改同一个 id 对应的数值，需要按照先后顺序进行冲突检测。
  2. 多个事务同时对不同的 id 进行修改，各自进行修改即可。
  3. 不同的事务对同一个 id 修改，需要按照先后顺序进行冲突检测即。

6.2、举例

注意

3.2举例和5.1的举例，导致

d1.t1.id=1的 UUID_MGR 为 1-101
d1.t1.id=2的 UUID_MGR 为 1-103

事务T4,事务T5 同时更新 id=1的行，按照先来后到顺序进行冲突检测,T4 先到先进行冲突检测。

6.2.1、事务 T4 更新 id=1 的行

  1. 事务T4 的 UUID_MGR 为 1-102
  2. 节点中冲突检测模块中的 certification info 中 id=1 的 UUID_MGR 为 1-101
  3. T2的UUID_MGR:1-102>UUID_MGR:1-101，则 T4 冲突检测通过
    1. 更新为 certification info 中 UUID_MGR 为 1-103。

6.2.2、事务 T5，更新 id=1 的行

  1. 事务T5 的 UUID_MGR 为 1-100
  2. 节点中冲突检测模块中的 certification info 中 id=1 的 UUID_MGR 为 1-103
  3. T5的UUID_MGR:1-100 < UUID_MGR:1-102，则 T5 冲突检测不通过。

6.2.3、事务 T6，更新 id=3 的行

  1. 事务T6 的 UUID_MGR 为 1-100
  2. 节点中冲突检测模块中的 certification info 中 id=3 的 UUID_MGR 为空
  3. T6的 UUID_MGR:1-100>UUID_MGR，则 T6 冲突检测通过
    1. 更新为 certification info 中 UUID_MGR 为 1-101。

6.3、举例–最终结果

事务T4和事务T5并行修改 id=1，T4 写入成功，T5 丢弃，T6 写入 id=3 事务，写入成功。

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