why

这个ppt1十分有趣，决定做个阅读记录，作者是Yoshinori Matsunobu是mysql rocks工程师 ，rocksdb上见过他的pr

首先简单介绍了facebook使用mysql数据库的场景

  • 存储社交关系图
  • 大量共享数据
  • PB级别
  • 低延迟
  • 自动操作
  • SSD

在这个场景中，mysql-innodb暴露的问题

  • 写放大，innodb两次写2带来的放大问题，一次改动1byte，假设一页4~16kb，写两页，每次1M，这放大有点恐怖
  • b+tree碎片问题，比如插入造成的页分裂，数据冗余，浪费空间，造成了放大问题
  • 压缩问题 16k页压缩到5k，存储 4k单位，总会浪费。

rocksdb相关介绍和LSM工作原理就不多说了

myrocks 基于rocksdb做的引擎层。也可用在mariadb和percona服务，设计目标

  • 提高空间利用率，加强性能
    • 压缩后相比innodb节省一半空间
  • 更好的写放大
    • 延长ssd寿命
  • 更快，一般机器也能有较好吞吐性能，针对场景
    • 大量数据内存放不下
    • 点查询，范围扫描，索引查询，表扫描
    • （点/ 范围）插入更新删除，以及偶尔的批量插入
    • 较小的cpu使用率
    • 争取一个机器两个实例

myrocks的特性

  • 集群索引（同innodb）
  • 布隆过滤器和Column Family
  • 事务，包括rocksdb和binlog的数据一致性
  • 更快的数据加载，删除，复制
  • 动态配置
  • TTL
  • 在线备份

后面是他们介绍迁移的过程

迁移挑战

  • 开始迁移
    • 起myrocks实例，不能停机
    • 在合适的时间拉数据到myrocks
    • 验证innodb和myrocks数据一致性
  • 持续监控
    • 资源使用，比如硬盘空间，iops，cpu 内存等
    • 查询plan详情
    • 停顿和崩溃处理
  • myrocks运行在master模式
    • 行级复制
    • 去掉依赖innodb范围锁的查询 （gap lock 范围锁，record lock 行锁）
    • 要保证xa事务支持（binlog rocksdb）

分条阐述

创建myrocks实例过程

选一个innodb备机，停，不影响整体服务，挂上myrocks，开始同步回恢复

数据迁移步骤

  • 目标机器 create table… engine=rocksdb
  • 目标及其alter table drop index …
  • 源机器停掉slave
  • mysqldump –host=innodb-host –order-by-primary mysql –host=myrocks-host –initcommand=“set sql_log_bin=0; set rocksdb_bulk_load=1”
    • myrocks 加快数据加载的trick 暂时设置禁止WAL，直接存level max SST
  • 目标机器 alter table add index …
  • 源机器，目标机器 start slave

数据验证 rocksdb是新的，相比innodb没有那么稳定，需要保证没有数据不一致的冲突

验证测试

  • 检查主键和辅键索引
    • 如果索引有问题，可以检查出来
    • SELECT ‘PRIMARY’, COUNT(*) FROM t FORCE INDEX (PRIMARY) UNION SELECT ‘idx1’, COUNT(*) FROM t FORCE INDEX (idx1)
    • 如果没有其他键还有辅助索引那肯定用不上，删掉
  • 索引状态
    • 检查show table status行数和实际行数一样
  • checksum 测试
    • 比对innodb myrocks实例
    • 在同一个GTID位置建立一个事务一致行快照，然后比对checksum
  • shadow 验证检查
    • 抓读的流量

shadow traffic 测试4

  • facebook内部有个shadow测试框架
    • mysql audit plugin从线上环境中抓读写查询
    • 重放到测试主节点啊实例
  • 主机shadow测试
  • 客户端错误
  • 重写依赖范围锁的查询
    • gap_lock_raise_error=1, gap_lock_write_log=1

崩溃安全性

崩溃安全让操作更简单了，重启就行，反正数据都在 ppt列举了主机设置

在迁移过程中几个值得注意的issue

  • 快照冲突错误 Snapshot Conflict
    • 由于rocksdb实现的快照隔离和innodb不同（pg style），事务隔离级别不同，改成tx-isolation=READ-COMMITTED
  • 备机由于io错误停了
    • 只要错误直接重启
  • 索引数据的bug
    • 批量加载 行数长度错误
    • 索引创建之后基数没及时更新
  • 崩溃安全性的问题 修复rocksdb bug

避免停顿 大量写可能导致大量的compaction造成写停顿（write stall）

  • 典型write stall 场景
    • 在线模式改变
    • 数据迁移大量写
  • 使用前面说到的快速数据加载trick，直接写文件，跳过wal memtable
    • 缺陷 迁移中，写入已经存在的表可能不好处理？ why

当write stall 发生时

  • 可能达到pending compaction上限 hard_pending_compaction_bytes 调大
  • 可能达到l0数目上限 检查L0 triger设置 level0_slowdown stop_writes_trigger调大
  • 可能memtable已经写满 检查memtable 限制 max_write_buffer_number 调大
  • 检查LOG中WARN 级别的日志
  • 检查每个column family的配置（option）

写停顿真正发生了什么

软停顿

  • commit执行时间稍长
  • 整体的写入速度被限制在rocksdb_delayed_write_rate中，直到slowdown 触发条件被清除干净

硬停顿

  • 所有的写被commit阻塞。直到解锁

Mitigating write stall 缓解写停顿

  • 加速compaction
    • 使用快速的压缩算法，LZ4或者ZSTD
    • 增加rocksdb_max_background_compactions数量
  • 减少写入
    • 但要避免使用太强的压缩算法？
    • 使用更高效的压缩算法
      • compaction_pri=kMinOverlappingRatio ?
  • 文件慢删除
    • 删除太多大文件会触发SSD的trim stall
    • myrocks限制throttles 删除文件的速度 64mb/s
    • 删除binlog也应该尽可能 的慢

监控数据

  • myrocks文件
  • show engine rocksdb status ->调的rocksdb staticis 的接口
  • show engin rocksdb transaction status
  • LOG文件
  • information_schema 表
  • sst_dump 工具
  • ldb

总结

  • 迁移动机 省空间
  • 在线数据纠正检查工具帮助检测了很多bug避免了很多线上实例数据不一致的问题
  • 批量载入能降低compaction stall
  • 支持事务和崩溃安全性

Update

2019-5-22 19:38:18

热备不支持Innodb，不能转系统表

限制

  • 不支持分区表，Online ddl,外键，全文索引，空间索引，表空间transport
  • gap lock支持不健全(仅primary key上支持), 使用statement方式复制会导致不一致
  • 不支持select … in share mode
  • 大小写敏感，不支持*_bin collation
  • binlog与RocksDB之间没有xa，异常crash可能丢数据。所以，MyRocks一般开启semi-sync.
  • 不支持savepoint
  • order by 不比较慢
  • 不支持MRR
  • 暂不支持O_DIRECT
  • innodb和RocksDB混合使用还不稳定

来源 http://mysql.taobao.org/monthly/2016/08/03/

mysql直接热备innodb还原到myrocks 5.7应该是无解的

不过percona的xbackup支持8.0版本。

reference

  1. https://www.usenix.org/sites/default/files/conference/protected-files/srecon17asia_slides_yoshinori.pdf
  2. 两次写 https://www.percona.com/blog/2006/08/04/innodb-double-write/ 另外每次写1M写两次是百度到的。。这个数据不确定。感觉写放大有点大的离谱了。
  3. b树碎片
    1. 索引碎片 讲的很详细https://www.cnblogs.com/woodytu/p/4513562.html
    2. Avoiding Fragmentation with Fractal Trees 科普一下新的数据结构设计https://www.percona.com/blog/2010/11/17/avoiding-fragmentation-with-fractal-trees/
  4. shadow traffic test
    1. 这是介绍https://zhuanlan.zhihu.com/p/50610215
    2. 这是一个思考，如何把线上流量导入测试环境https://zhuanlan.zhihu.com/p/35021628
  5. 范围锁 主要是提升事务性能。行锁效率太低 https://www.percona.com/blog/2012/03/27/innodbs-gap-locks/
  6. 作者这哥们的pr 挺有意思的。https://github.com/facebook/rocksdb/pull/1721
  7. myrocks介绍，有时间写个博客顺一下https://www.percona.com/live/17/sites/default/files/slides/MyRocks_Tutorial.pdf
  8. hackernews上myrocks的讨论，有点意思https://news.ycombinator.com/item?id=15835188
  9. hackernews 上关于rocksdb cockroachdb的讨论 需要做个笔记https://news.ycombinator.com/item?id=18938737
  10. MyRocks以及使用场景 https://zhuanlan.zhihu.com/p/45652076
  11. Mysql与Innodb https://draveness.me/mysql-innodb