数据异构的武器-BINLOG+MQ

1、定义

何谓数据异构，上周交易部门商品的同事过来做分享，又看到这个词，他的PPT里面是 数据库异构。其实我们以前做的事情，也是可以成为数据异构。比如我们将DB里面的数据持久化到REDIS里面去，就是一种数据异构的方式。如果要下个定义的话：把数据按需（数据结构、存取方式、存取形式）异地构建存储。

2、常见应用场景

分库分表中有一个最为常见的场景，为了提升数据库的查询能力，我们都会对数据库做分库分表操作。比如订单库，开始的时候我们是按照订单ID维度去分库分表，那么后来的业务需求想按照商家维度去查询，比如我想查询某一个商家下的所有订单，就非常麻烦。这个时候通过数据异构就能很好的解决此问题，比如下图

异构维度.png
总结起来大概有以下几种场景

1. 数据库镜像
2. 数据库实时备份
3. 多级索引
4. search build（比如分库分表后的多维度数据查询）
5. 业务cache刷新
6. 价格、库存变化等重要业务消息

3、数据异构方向

异构的几种方向.png

在日常业务开发中大致可以分为以上几种数据去向，DB-DB这种方式，一般常见于分库分表后，聚合查询的时候，比如我们按照订单ID去分库分表，那么这个时候我们要按照用户ID去查询，查询这个用户下面的订单就非常不方便了，当然可以使用统一加到内存中去，但这样不太好。所以我们就可以用数据库异构的方式，重新按照用户ID的维度来分一个表，像在上面常见应用场景中介绍的那样。把数据异构到redis、elasticserach、slor中去要解决的问题跟按照多维度来查询的需求差不多。这些存储天生都有聚合的功能。当然同时也可以提高查询性能，应对大访问量，比如redis这种抗量银弹。

4、数据异构的常用方法

3.1、完整克隆

这个很简单就是将数据库A，全部拷贝一份到数据库B，这样的使用场景是离线统计跑任务脚本的时候可以。缺点也很突出，不适用于持续增长的数据。

3.2、标记同步

这个是业务场景比较简单的时候，理想情况下数据不会发生改变，比如日志数据，这个时候可以去标记，比如时间戳，这样当发生故障的时候还可以回溯到上一次同步点，开始重新同步数据。

3.3、BINLOG方式

通过实时的订阅mysql的binlog日志，消费到这些日志后，重新构建数据结构插入一个新的数据库或者是其他存储比如es、slor等等。订阅binlog日志可以比较好的能保证数据的一致性。

3.4、MQ方式

业务数据写入DB的同时，也发送MQ一份，也就是业务里面实现双写。这种方式比较简单，但也很难保证数据一致性，对简单的业务场景可以采用这种方式。

5、binlog和mq方式重点介绍

5.1、binglog

5.1.1、订阅binglog日志异构流程图

canal异构方式.png

5.1.2、使用说明

binglog是数据的日志记录方式，每次对数据的操作都会有binlog日志。现在开源的订阅binlog日志的组件，比如使用比较广泛的canal，它是阿里开源的基于mysql数据库binlog的增量订阅和消费组件。由于cannal服务器目前读取的binlog事件只保存在内存中，并且只有一个canal客户端可以进行消费。所以如果需要多个消费客户端，可以引入activemq或者kafka。如上图绿色虚线框部分。我们还需要确保全量对比来保证数据的一致性（canal+mq的重试机制基本可以保证写入异构库之后的数据一致性），这个时候可以有一个全量同步WORKER程序来保证，如上图深绿色部分。

5.1.3、canal的工作原理：

先来看下mysql主备（主从）复制原理如下图，在此原理基础之上我们再来理解canal的实现原理就一眼能明白了。

mysql主备复制实现原理.jpg
mysql主备（主从）复制原理，从上层来看，复制分成三步：

1. master将改变记录到二进制日志(binary log)中（这些记录叫做二进制日志事件，binary log events，可以通过show binlog events进行查看）；
2. slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)；
3. slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据。
   再来看下canal的原理，如下图：
   canal工作原理.jpg
   cannal实现原理相对比较简单（参照上面的mysql主备复制实现原理）：
4. canal模拟mysql slave的交互协议，伪装自己为mysql slave，向mysql master发送dump协议
5. mysql master收到dump请求，开始推送binary log给slave(也就是canal)
6. canal解析binary log对象(原始为byte流)
   我们在部署canal server的时候要部署多台，来保证高可用。但是canal的原理，是只有一台服务器在跑处理，其它的服务器作为热备。canal server的高可用是通过zookeeper来维护的。
   有关canal更具体的使用和详细原理请参照：https://github.com/alibaba/canal

5.1.4、注意点

• 1、确认MySQL开启binlog，使用show variables like 'log_bin'; 查看ON为已开启
• 2、确认目标库可以产生binlog，show master status 注意Binlog_Do_DB，Binlog_Ignore_DB参数
• 3、确认binlog格式为ROW，使用show variables like 'binlog_format'; 非ROW模式登录MySQL执行 set global binlog_format=ROW; flush logs; 或者通过更改MySQL配置文件并重启MySQL生效。
• 4、为保证binlake服务可以获取Binlog，需添加授权，执行 GRANT SELECT, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON . TO 'admin'@'%' identified by 'admin'; FLUSH PRIVILEGES;

5.2、mq方式

MQ异构方式.png

mq的方式，就相对简单，实际上是在业务逻辑中写DB的同时去写一次MQ，但是这种方式不能够保证数据一致性，就是不能保证跨资源的事务。注：调用第三方远程RPC的操作一定不要放到事务中。

6、总结

本文主要叙述了数据异构的使用场景，方法。这里面涉及到的activemq以及canal并没有深入分析，关于这块的内容可以直接参考相关具体文档，文中已给了链接地址。根据数据异构的定义，将数据异地构建存储，我们可以应用的地方就非常多，文中说的分库分表之后按照其它维度来查询的时候，我们想脱离DB直接用缓存比如redis来抗量的时候。数据异构这种方式都能够很好的帮助我们来解决诸如此类的问题。
转载请注明出处，并附上链接http://www.jianshu.com/p/99d1762b2fda

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参考资料：https://github.com/alibaba/canal