NDB Cluster 8.0中的自动模式同步：第1部分

作者：Arnab Ray 译：徐轶韬

数据节点是MySQL NDB Cluster的分布式分片存储核心。MySQL服务器通常会访问其数据（在NDB中也称为SQL节点）。每个MySQL服务器都有自己的事务性数据字典（DD），其中存储了MySQL服务器需要使用的表，数据库，表空间，日志文件组，外键和其它对象的所有元数据。8.0版中的MySQL服务器的数据字典进行了改进，例如原子性和崩溃安全的DDL以及INFORMATION_SCHEMA实现等。在存储引擎级别，NDB拥有自己的分布式数据字典，该字典描述了可以使用本机NdbApi直接修改的全部模式对象。

从NDB集群的角度来看，NDB数据字典被视为真实的来源，而每个MySQL服务器的数据字典相当于一个缓存的副本，其重叠部分的内容需要与NDB数据字典的内容保持同步。ndbcluster存储引擎插件通过以下三种机制来实现此同步：

模式同步：每当MySQL服务器重新连接到集群时，就会执行。模式同步机制可确保MySQL服务器未连接到群集时，使用任何更改的NDB元数据来更新MySQL服务器的数据字典。需要注意的是，在这个阶段，NDB字典中的元数据没有任何变化，在同步结束之前，NDB字典保持只读。
模式分发：当MySQL服务器连接到集群时，我们依靠模式分发机制来确保所有连接的MySQL服务器保持同步状态。这是通过确保所有涉及NDB元数据的DDL更改分布在所有连接的MySQL服务器上实现的。
用户触发的同步：与在后台自动执行的前两种机制不同，这要求用户采取措施来触发元数据同步。在NDB Cluster 7.x版本中，使用ndb_restore程序还原NDB字典中的元数据之后，该操作非常有效。此类更改必须反映在MySQL服务器的数据字典中，并要求用户手动触发同步，这可以通过执行SHOW TABLES查询或使用“表发现”机制在每个表的基础上进行更大范围的同步来完成。表发现可以通过任何涉及打开表的DML触发，例如：SELECT 或SHOW CREATE TABLE。

MySQL 8.0中，重构了MySQL Server的数据字典，将模式信息存储在InnoDB表中，并使用InnoDB事务为MySQL Server数据字典的DDL操作提供事务行为。对于NDB来说，MySQL 8.0中事务性数据字典的引入，涉及对模式同步和分发的内部工作的重大更改，包括对各个协议的改进。大多数这种架构同步工作都是在后台自动完成的，对用户几乎没有影响，而用户触发的同步操作则明显不同，我们借此机会检查它的行为，并改变了它在NDB Cluster 8.0中的整体工作。

在NDB Cluster 7.x版本中，执行SHOW TABLES命令等效于模式同步，将数据目录的内容与NDB字典的内容进行比较，并更正检测到的任何不匹配项。但由于以下原因，这不是一个理想的操作：

可用性：在将元数据恢复到NDB字典后，用户需要发出一个额外的查询，以确保在MySQL服务器中也可以看到元数据。由于必须在连接到集群的每个MySQL服务器上进行配置，对于较大的配置，这可能会变得非常繁琐。
全局锁：这需要获取并保持全局锁，以防止在同步期间发生其他元数据更改。
SHOW TABLES的额外工作：SHOW TABLES本来是一个简单的读查询，但它执行了其它的元数据更改，并使用了比预期更多的资源。
设计关注点：用户线程执行同步，这主要是NDB事件处理组件的职责。

NDB Cluster 7.x版本中的此功能依赖于.frm文件的存在，随着MySQL 8.0中的数据字典的改变，该文件已被删除。这让我们有机会在NDB集群8.0中从头再来，看看如何处理这个问题。阅读后续文章，以获取有关NDB Cluster 8.0中自动模式同步的更多详细信息！