生產(chǎn)環(huán)境運(yùn)用 pt-table-checksum 檢查MySQL數(shù)據(jù)一致性

2024-07-24 12:31:36

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

公司數(shù)據(jù)中心從托管機(jī)房遷移到阿里云，需要對(duì)mysql遷移（Replication）后的數(shù)據(jù)一致性進(jìn)行校驗(yàn)，但又不能對(duì)生產(chǎn)環(huán)境使用造成影響，pt-table-checksum 成為了絕佳也是唯一的檢查工具。

pt-table-checksum 是 Percona-Toolkit 的組件之一，用于檢測(cè)MySQL主、從庫的數(shù)據(jù)是否一致。其原理是在主庫執(zhí)行基于statement的sql語句來生成主庫數(shù)據(jù)塊的checksum，把相同的sql語句傳遞到從庫執(zhí)行，并在從庫上計(jì)算相同數(shù)據(jù)塊的checksum，最后，比較主從庫上相同數(shù)據(jù)塊的checksum值，由此判斷主從數(shù)據(jù)是否一致。檢測(cè)過程根據(jù)唯一索引將表按row切分為塊（chunk），以為單位計(jì)算，可以避免鎖表。檢測(cè)時(shí)會(huì)自動(dòng)判斷復(fù)制延遲、 master的負(fù)載，超過閥值后會(huì)自動(dòng)將檢測(cè)暫停，減小對(duì)線上服務(wù)的影響。

pt-table-checksum 默認(rèn)情況下可以應(yīng)對(duì)絕大部分場(chǎng)景，官方說，即使上千個(gè)庫、上萬億的行，它依然可以很好的工作，這源自于設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，一次檢查一個(gè)表，不需要太多的內(nèi)存和多余的操作；必要時(shí)，pt-table-checksum 會(huì)根據(jù)服務(wù)器負(fù)載動(dòng)態(tài)改變 chunk 大小，減少從庫的延遲。

為了減少對(duì)數(shù)據(jù)庫的干預(yù)，pt-table-checksum還會(huì)自動(dòng)偵測(cè)并連接到從庫，當(dāng)然如果失敗，可以指定--recursion-method選項(xiàng)來告訴從庫在哪里。它的易用性還體現(xiàn)在，復(fù)制若有延遲，在從庫 checksum 會(huì)暫停直到趕上主庫的計(jì)算時(shí)間點(diǎn)（也通過選項(xiàng)--設(shè)定一個(gè)可容忍的延遲最大值，超過這個(gè)值也認(rèn)為不一致）。

為了保證主數(shù)據(jù)庫服務(wù)的安全，該工具實(shí)現(xiàn)了許多保護(hù)措施：

自動(dòng)設(shè)置 innodb_lock_wait_timeout 為1s，避免引起
默認(rèn)當(dāng)數(shù)據(jù)庫有25個(gè)以上的并發(fā)查詢時(shí)，pt-table-checksum會(huì)暫停。可以設(shè)置 --max-load 選項(xiàng)來設(shè)置這個(gè)閥值
當(dāng)用 Ctrl+C 停止任務(wù)后，工具會(huì)正常的完成當(dāng)前 chunk 檢測(cè)，下次使用 --resume 選項(xiàng)啟動(dòng)可以恢復(fù)繼續(xù)下一個(gè) chunk
工作過程
直接看 nettedfish 的說明：

1/. 連接到主庫：pt工具連接到主庫，然后自動(dòng)發(fā)現(xiàn)主庫的所有從庫。默認(rèn)采用show full processlist來查找從庫，但是這只有在主從實(shí)例端口相同的情況下才有效。
3/. 查找主庫或者從庫是否有復(fù)制過濾規(guī)則：這是為了安全而默認(rèn)檢查的選項(xiàng)。你可以關(guān)閉這個(gè)檢查，但是這可能導(dǎo)致checksum的sql語句要么不會(huì)同步到從庫，要么到了從庫發(fā)現(xiàn)從庫沒有要被checksum的表，這都會(huì)導(dǎo)致從庫同步卡庫。
5/. 開始獲取表，一個(gè)個(gè)的計(jì)算。
6/. 如果是表的第一個(gè)chunk，那么chunk-size一般為1000；如果不是表的第一個(gè)chunk，那么采用19步中分析出的結(jié)果。
7/. 檢查表結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等，生成checksum的sql語句。
8/. 根據(jù)表上的索引和數(shù)據(jù)的分布，選擇最合適的split表的方法。
9/. 開始checksum表。
10/. 默認(rèn)在chunk一個(gè)表之前，先刪除上次這個(gè)表相關(guān)的計(jì)算結(jié)果。除非–resume。
14/. 根據(jù)explain的結(jié)果，判斷chunk的size是否超過了你定義的chunk-size的上限。如果超過了，為了不影響線上性能，這個(gè)chunk將被忽略。
15/. 把要checksum的行加上for update鎖，并計(jì)算。
17-18/. 把計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到master_crc master_count列中。
19/. 調(diào)整下一個(gè)chunk的大小。
20/. 等待從庫追上主庫。如果沒有延遲備份的從庫在運(yùn)行，最好檢查所有的從庫，如果發(fā)現(xiàn)延遲最大的從庫延遲超過max-lag秒，pt工具在這里將暫停。
21/. 如果發(fā)現(xiàn)主庫的max-load超過某個(gè)閾值，pt工具在這里將暫停。
22/. 繼續(xù)下一個(gè)chunk，直到這個(gè)table被chunk完畢。
23-24/. 等待從庫執(zhí)行完checksum，便于生成匯總的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。每個(gè)表匯總并統(tǒng)計(jì)一次。
25-26/. 循環(huán)每個(gè)表，直到結(jié)束。

校驗(yàn)結(jié)束后，在每個(gè)從庫上，執(zhí)行如下的sql語句即可看到是否有主從不一致發(fā)生：

select * from percona.checksums where master_cnt <> this_cnt OR master_crc <> this_crc OR ISNULL(master_crc) <> ISNULL(this_crc) /G
你需要知道的選項(xiàng)
--replicate-check：執(zhí)行完 checksum 查詢?cè)趐ercona.checksums表中，不一定馬上查看結(jié)果呀 —— yes則馬上比較chunk的crc32值并輸出DIFFS列，否則不輸出。默認(rèn)yes，如果指定為--noreplicate-check，一般后續(xù)使用下面的--replicate-check-only去輸出DIFF結(jié)果。
--replicate-check-only：不在主從庫做 checksum 查詢，只在原有 percona.checksums 表中查詢結(jié)果，并輸出數(shù)據(jù)不一致的信息。周期性的檢測(cè)一致性時(shí)可能用到。
--nocheck-binlog-format：不檢測(cè)日志格式。這個(gè)選項(xiàng)對(duì)于 ROW 模式的復(fù)制很重要，因?yàn)閜t-table-checksum會(huì)在 Master和Slave 上設(shè)置binlog_format=STATEMENT（確保從庫也會(huì)執(zhí)行 checksum SQL），MySQL限制從庫是無法設(shè)置的，所以假如行復(fù)制從庫，再作為主庫復(fù)制出新從庫時(shí)（A->B->C），B的checksums數(shù)據(jù)將無法傳輸。（沒驗(yàn)證）
--replicate= 指定 checksum 計(jì)算結(jié)果存到哪個(gè)庫表里，如果沒有指定，默認(rèn)是 percona.checksums 。
但是我們檢查使用的mysql用戶一般是沒有 create table 權(quán)限的，所以你可能需要先手動(dòng)創(chuàng)建：
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS percona; CREATE TABLE IF NOT EXISTS percona.checksums (
    db CHAR(64) NOT NULL,
    tbl CHAR(64) NOT NULL,
    chunk INT NOT NULL,
    chunk_time FLOAT NULL,
    chunk_index VARCHAR(200) NULL,
    lower_boundary TEXT NULL,
    upper_boundary TEXT NULL,
    this_crc CHAR(40) NOT NULL,
    this_cnt INT NOT NULL,
    master_crc CHAR(40) NULL,
    master_cnt INT NULL,
    ts TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP, PRIMARY KEY (db,tbl,chunk), INDEX ts_db_tbl(ts,db,tbl)
) ENGINE=InnoDB;
生產(chǎn)環(huán)境中數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限一般都是有嚴(yán)格管理的，假如連接用戶是repl_user（即直接用復(fù)制用戶來檢查），它應(yīng)該額外賦予對(duì)其它庫的 SELECT ，LOCK TABLES 權(quán)限，如果后續(xù)要用 pt-table-sync 就就需要寫權(quán)限了。對(duì)percona庫有寫權(quán)限：

GRANT ALL PRIVILEGEES on percona.* to repl_user@'%' IDENTIFIED BY 'repl_pass'; GRANT SELECT,LOCK TABLES,PROCESS,SUPER on *.* to repl_user@'%';
注：

為了減少不必要的麻煩，確保你的 repl_user@'xxx' 用戶能同時(shí)登陸主庫和從庫
--create-replicate-table 選項(xiàng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建 percona.checksums 表，但也意味著賦予額外的 CREATE TABLE權(quán)限給 percona_tk@'xxx' 用戶。默認(rèn)yes
PROCESS用于自動(dòng)發(fā)現(xiàn)從庫信息，SUPER權(quán)限用于set binlog_format。
--no-check-replication-filters 表示不需要檢查 Master 配置里是否指定了 Filter。默認(rèn)會(huì)檢查，如果配置了 Filter，如 replicate_do_db,replicate-wild-ignore-table,binlog_ignore_db 等，在從庫checksum就與遇到表不存在而報(bào)錯(cuò)退出，所以官方默認(rèn)是yes（--check-replication-filters）但我們實(shí)際在檢測(cè)中時(shí)指定--databases=，所以就不存在這個(gè)問題，干脆不檢測(cè)
--empty-replicate-table：每個(gè)表checksum開始前，清空它之前的檢測(cè)數(shù)據(jù)（不影響其它表的checksum數(shù)據(jù)），默認(rèn)yes。當(dāng)然如果使用--resume啟動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)不會(huì)清空。
當(dāng)啟用--noempty-replicate-table即不清空時(shí)，不計(jì)算計(jì)算chunk,只計(jì)算。
--databases=，-d：要檢查的數(shù)據(jù)庫，逗號(hào)分隔。用腳趾頭想也知道 --databases-regex 正則匹配要檢測(cè)的數(shù)據(jù)庫，--ignore-databases[-regex]忽略檢查的庫。Filter選項(xiàng)。
--tables=，-t：要檢查的表，逗號(hào)分隔。如果要檢查的表分布在不同的db中，可以用--tables=dbname1.table1,dbnamd2.table2的形式。同理有--tables-regex，--ignore-tables，--ignore-tables-regex。--replicate指定的checksum表始終會(huì)被過濾。
--recursion-method：發(fā)現(xiàn)從庫的方式。pt-table-checksum 默認(rèn)可以在主庫的 processlist 中找到從庫復(fù)制進(jìn)程，從而識(shí)別出有哪些從庫，但如果使用是非標(biāo)準(zhǔn)3306端口，會(huì)導(dǎo)致找不到從庫信息。此時(shí)就會(huì)自動(dòng)采用host方式，但需要提前在從庫 my.cnf 里面配置report_host、report_port信息，如：
report_host = MASTER_HOST
    report_port = 13306
最終極的辦法是dsn，dsn指定的是某個(gè)表（如 percona.dsns ），表行記錄是改主庫的（多個(gè)）從庫的連接信息。適用以下任一情形：

主庫不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)從庫
不想在從庫添加額外配置（因?yàn)橐貑ⅲ?br />主從檢測(cè)連接用戶信息不一樣
多個(gè)從庫時(shí)只想驗(yàn)證指定從庫的一致
我比較傾向使用DSN的方式。這個(gè)dsns表只需要在執(zhí)行 pt-table-checksum 命令的服務(wù)器上能夠訪問到就行。這里糾正一個(gè)認(rèn)識(shí)，網(wǎng)上很多人說 pt-table-checksum 要在主庫上執(zhí)行，其實(shí)不是的，我的mysql實(shí)例比較多，只需在某一臺(tái)服務(wù)器上安裝percona-toolkit，這臺(tái)服務(wù)能夠同時(shí)訪問主庫和從庫就行了。具體用法見后面實(shí)例。

檢測(cè)實(shí)例
同網(wǎng)段間主從一致檢查
場(chǎng)景：

標(biāo)準(zhǔn)端口3306，只檢查某一個(gè)庫的關(guān)鍵表
一主一從，binlog不是ROW模式
同網(wǎng)段復(fù)制，percona_tk@'192.168.5.%' 具備該有的權(quán)限：
GRANT ALL PRIVILEGEES on repl_user.* to repl_user@'192.168.5.%' IDENTIFIED BY 'repl_pass'; GRANT SELECT,LOCK TABLES,PROCESS,SUPER on *.* to repl_user@'192.168.5.%';
這是最簡(jiǎn)單的方式，把要連接和檢查的信息交代就行了：

# pt-table-checksum h=MASTER_HOST,u=repl_user,p='repl_pass',P=3306 / --databases=d_ts_profile --tables=t_user,t_user_detail,t_user_group --nocheck-replication-filters
如果是首次運(yùn)行，會(huì)在主庫自動(dòng)創(chuàng)建 percona.checksums 表。

輸出結(jié)果：

Replica lag is 2307 seconds on mysql-5. Waiting. Checksumming d_ts_profile.t_user_account:   3% 54:48 remain TS ERRORS DIFFS ROWS CHUNKS SKIPPED TIME TABLE 12-18T16:07:48 0      0   313641       9       0 146.417 d_ts_profile.t_user 12-18T16:08:00 0      0   397734      12       0 11.747 d_ts_profile.t_user_detail 12-18T16:08:24 0      0 1668327      20       0 23.941 d_ts_profile.t_user_group
TS ：完成檢查的時(shí)間戳。
ERRORS ：檢查時(shí)候發(fā)生錯(cuò)誤和警告的數(shù)量。
DIFFS ：不一致的chunk數(shù)量。當(dāng)指定 --no-replicate-check 即檢查完但不立即輸出結(jié)果時(shí)，會(huì)一直為0；當(dāng)指定 --replicate-check-only 即不檢查只從checksums表中計(jì)算crc32，且只顯示不一致的信息（畢竟輸出的大部分應(yīng)該是一致的，容易造成干擾）。
ROWS ：比對(duì)的表行數(shù)。
CHUNKS ：被劃分到表中的塊的數(shù)目。
SKIPPED ：由于錯(cuò)誤或警告或過大，則跳過塊的數(shù)目。
TIME ：執(zhí)行的時(shí)間。
TABLE ：被檢查的表名
使用dsn跨數(shù)據(jù)中心檢測(cè)
場(chǎng)景：

非標(biāo)準(zhǔn)端口13306，只檢查以 d_ts 開頭的所有庫
一主二從，binlog是ROW模式，其中一從在阿里云ECS上，主庫是無法直接訪問該從庫的
檢測(cè)用的賬號(hào)因?yàn)椴皇?，所以不一樣
以下是我環(huán)境的情況
MASTER_HOST:13306 主庫
REPLICA_HOST:3306 從庫
PTCHECK_HOST pt-table-checksum所在服務(wù)器
DSN_DBHOST，記錄從庫（連接）dsns的數(shù)據(jù)庫

最優(yōu)的方式就是dsn指定從庫了。在從庫或從庫同網(wǎng)段主機(jī)里裝上 percona-toolkit。

在DSN_DBHOST 數(shù)據(jù)庫實(shí)例上創(chuàng)建DSNs表：

create database percona; CREATE TABLE `percona`.`dsns` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `parent_id` int(11) DEFAULT NULL, `dsn` varchar(255) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`)
); GRANT ALL PRIVILEGEES on percona.* to percona_tk@'PTCHECK_HOST' IDENTIFIED BY 'percona_pass';
如果有多個(gè)實(shí)例要檢查，可以創(chuàng)建多個(gè)類似的dsns表。上面的percona_tk用戶只是用來訪問dsn庫。插入從庫信息：

use percona; insert into dsns(dsn) values('h=REPLICA_HOST,P=3306,u=repl_user,p=repl_pass');
DSNs記錄 dsn 列格式如 h=REPLICA_HOST,u=repl_user,p=repl_pass

在 PTCHECK_HOST 上執(zhí)行檢查命令：

# pt-table-checksum --replicate=percona.checksums --nocheck-replication-filters --no-check-binlog-format / h=MASTER_HOST,u=repl_user,p='repl_pass',P=13306 --databases-regex=d_ts.* / --recursion-method dsn=h=DSN_DBHOST,u=percona_tk,p='percona_pass',P=3306,D=percona,t=dsn
選項(xiàng)的意思就不多說了。

檢測(cè)完如果一致，其實(shí)是求個(gè)心安，特別是在做數(shù)據(jù)遷移的時(shí)候。如果不一致，那就需要借助 pt-table-sync 工具了，不作介紹。

常見錯(cuò)誤
Diffs cannot be detected because no slaves were found
不能自動(dòng)找到從庫，確認(rèn)processlist或host或dsns方式用對(duì)了。
Cannot connect to h=slave1.*.com,p=...,u=percona_user
可以在pt-table-checksum命令前加PTDEBUG=1來看詳細(xì)的執(zhí)行過程，如端口、用戶名、權(quán)限錯(cuò)誤。
Waiting for the --replicate table to replicate to XXX
問題出在 percona.checksums 表在從庫不存在，根本原因是沒有從主庫同步過來，所以看一下從庫是否延遲嚴(yán)重。
Pausing because Threads_running=25
反復(fù)打印出類似上面停止檢查的信息。這是因?yàn)楫?dāng)前數(shù)據(jù)庫正在運(yùn)行的線程數(shù)大于默認(rèn)25，pt-table-checksum 為了減少對(duì)庫的壓力暫停檢查了。等數(shù)據(jù)庫壓力過了就好了，或者也可以直接 Ctrl+C 終端，下一次加上--resume繼續(xù)執(zhí)行，或者加大--max-load=值。
字符集問題
Error checksumming table Error executing checksum query: DBD::mysql::st execute failed: Illegal mix of collations
12-17T14:48:04 Error checksumming table d_ec_cs.t_online_cs: Error executing checksum query:
DBD::mysql::st execute failed: Illegal mix of collations for operation 'concat_ws' [for Statement
"REPLACE INTO `percona`.`ali_checksum` (db, tbl, chunk, chunk_index, lower_boundary, upper_boundary, this_cnt, this_crc) SELECT ?, ?, ?, ?, ?, ?, COUNT(*) AS cnt, COALESCE(LOWER(CONV(BIT_XOR(CAST(CRC32(CONCAT_WS('#', `f_cs_id`, `f_corp_id`, `f_valid`, `f_show_name`, `f_online_msg`, `f_offline_msg`, `f_show_mobile`, `f_group_id`, `f_qq`, `f_show_qq`, `f_msn`, `f_show_msn`, `f_sms_online`, `f_scheme`, `f_tel`, `f_telno`, `f_show_tel`, `f_contact`, `f_mobile`, `f_position`, `f_other1`, `f_other2`, `f_other_text1`, `f_other_text2`, `f_email`, `f_qq_first`, `f_qq_first_type`, `f_aids_open`, `f_aids_qq`, `f_aids_crmqq`, `f_aids_yahoo`, `f_aids_skype`, `f_aids_aliww`, `f_aids_msn`, `f_aids_alibaba`, `f_aids_alitrade`, CONCAT(ISNULL(`f_show_name`), ISNULL(`f_group_id`), ISNULL(`f_qq`), ISNULL(`f_show_qq`), ISNULL(`f_sms_online`), ISNULL(`f_other_text1`), ISNULL(`f_other_text2`), ISNULL(`f_email`)) )) AS UNSIGNED)), 10, 16)), 0) AS crc FROM `d_ec_cs`.`t_online_cs`
/*checksum table*/" with ParamValues: 0='d_ts_profile', 1='t_user_account', 2=1, 3=undef, 4=undef, 5=undef] at /usr/bin/pt-table-checksum line 10520.
是個(gè)bug，暫時(shí)無法解決，Illegal mix of collations for operation 'concat_ws'。

（編輯：武林網(wǎng)）

上一篇：mysql 大小寫敏感難題

下一篇：新環(huán)境創(chuàng)建Mysql主從