PolarDB MySQL · 多主架构 · 全局 Binlog 介绍
Author: 夏特
背景介绍
PolarDB MySQL多主架构集群版包含多个RW计算节点，支持不同数据库在不同计算节点并发写入，支持最多32个节点同时写入，且支持数据库跨节点动态调度、秒级完成切换。
这些特性给PolarDB MySQL多主架构的binlog带来了新的挑战：
- 每个RW计算节点写入自己的binlog文件。
- 用户可以对某个db的写入进行切换，即从一个RW节点切换到另一个RW节点。
这就导致了没有一份全局的binlog呈现给用户，且多个RW节点上的binlog可能逻辑上相互依赖，用户无法根据这些binlog进行增量同步等操作。 例如用户在RW 1上对某张表插入了数据a，然后切换到RW 2上对该表删除了数据a。这两条信息分别记录在两个 RW节点各自的binlog文件中。如果用户在增量同步时先同步了RW 2的binlog，后同步了RW 1的binlog，就会导致数据错误。 为了给出一份全局唯一、逻辑有序的binlog，我们增加了多主架构集群版全局binlog功能：
PolarDB MySQL多主架构全局Binlog
从原理上讲，多主架构全局Binlog采用multi-srouce replication来获取所有RW节点的binlog。同时在数据库跨节点动态调度时，在对应RW节点写入一个sequence event；合并所有RW节点binlog时，根据sequence进行排序，从而聚合出全局有序的binlog。
MySQL multi-source replication
MySQL multi-source replication支持对一个slave配置多个primary，也就是该slave同时从多个 primary dump binlog。multi-source replication在原来的单primary配置命令基础上增加了 [channel option]来区分不同的primary。例如：
change master to master_host, master_port, master_user, master_password for channel "channel_1";
start slave for channel "channel_1";
stop slave for channel "channel_1";
也就是每个channel对应一个primary。代码实现中，每个channel都有一个slave_io线程和一个slave_sql线程；每个channel也对应在mysql.slave_master_info和mysql.slave_relay_log_info中有一行数据。 由于固有的限制，MySQL multi-source replication无法处理上游不同primary存在同名db/table的场景，在该场景下可能出现未定义行为。
RW切换时写入binlog sequence event
多主架构集群版对某个特定的db/table，在同一时间内只能有一个RW访问；通过跨节点切换，可以将该db/table的访问切换到另一个特定的节点。
为了解决multi-source replication对同名db/table无法合并的问题，我们在跨节点切换时，在原节点写入一条binlog event a，在新节点写入另一条binlog event b，其中b的sequence大于a的sequence（所有写入的sequence全局有序）。
如图所示，Lock table表示RW节点拥有某个table的读写权限，UnLock table为释放该table的读写权限。当跨节点切换时，先在原RW节点Unlock，后在新RW节点Lock。这样就能产生逻辑有序的binlog event，我们就可以根据sequence来合并binlog了。
其他优化
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直接合并：通过multi-source replication获取到所有RW节点的binlog后，我们并不需要slave_sql线程apply这些binlog，而是根据sequence直接合并。这样可以节省计算资源。
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直接读取：由于PolarDB基于共享存储实现，所以在multi-source replication中并不需要传输实际的binlog文件，直接从PolarFS读取即可。
如何使用
和PolarDB MySQL一写多读版本一样，用户在阿里云控制台通过”loose_polar_log_bin”来开启多主架构集群版的binlog功能。
开启该参数后，整个集群所有节点都会开启binlog，合并任务也会同步启动。用户就可以dump全局binlog，或者使用DTS进行增量同步了。
全局binlog是PolarDB多主架构兼容MySQL生态的重要一步。目前PolarDB正在向多主架构以及三层解耦的Serverless架构演进，欢迎大家持续关注。