MariaDB STOP SLAVE命令的实现机制

MariaDB 复制概述

在深入探讨 STOP SLAVE 命令的实现机制之前，有必要先了解一下 MariaDB 的复制工作原理。MariaDB 的复制是一种异步的主从复制机制，它允许将一个 MariaDB 数据库服务器（主服务器，Master）的数据更改复制到一个或多个其他 MariaDB 数据库服务器（从服务器，Slave）。

主服务器会记录所有的数据更改操作到二进制日志（Binary Log）中。这些日志记录了数据库发生的每一个写操作，包括插入、更新和删除等。从服务器通过 I/O 线程连接到主服务器，并请求主服务器发送二进制日志的内容。主服务器会将二进制日志以事件（Event）的形式发送给从服务器的 I/O 线程。

从服务器的 I/O 线程接收到这些事件后，会将它们写入到一个中继日志（Relay Log）中。然后，从服务器的 SQL 线程会读取中继日志中的事件，并在从服务器上按照顺序重新执行这些事件，从而使得从服务器的数据与主服务器的数据保持一致。

STOP SLAVE 命令的基本作用

STOP SLAVE 命令用于停止 MariaDB 从服务器上的复制进程。这在多种场景下非常有用，例如：

1. 维护操作：当需要对从服务器进行维护，如升级 MariaDB 版本、更换硬件等操作时，需要停止复制进程以避免在维护过程中数据不一致。
2. 数据调整：在对从服务器的数据进行特殊调整，比如重新初始化数据、执行数据修复操作时，需要暂停复制，确保操作过程中数据不会被主服务器的更改所干扰。
3. 故障排查：当从服务器出现复制错误时，停止复制进程可以方便地分析错误原因，修复问题后再重新启动复制。

STOP SLAVE 命令的语法

STOP SLAVE 命令的基本语法如下：

STOP SLAVE [channel [, channel] ...];

其中，channel 是可选参数，用于指定要停止的复制通道。在 MariaDB 中，支持多源复制，即一个从服务器可以同时从多个主服务器复制数据，每个主从关系可以看作是一个复制通道。如果不指定 channel，则会停止所有的复制通道。

STOP SLAVE 命令的实现机制

1. 连接管理层面
   • 当执行 STOP SLAVE 命令时，首先涉及到与复制相关的连接管理。从服务器的 I/O 线程负责与主服务器建立和维护连接以获取二进制日志事件。在执行 STOP SLAVE 时，会向 I/O 线程发送停止信号。
   • I/O 线程接收到停止信号后，会关闭与主服务器的连接。这一过程涉及到网络连接的正常关闭流程，包括发送关闭握手消息（如果协议支持），等待对方确认关闭等操作。例如，在基于 TCP/IP 的连接中，I/O 线程会调用系统的 close 函数（在 Linux 环境下）来关闭套接字连接。在 MariaDB 的代码实现中，这部分逻辑主要在 sql/rpl_slave.cc 文件中的 Slave_IO_Runnable::stop 函数中。以下是简化后的代码片段：

void Slave_IO_Runnable::stop()
{
    // 设置停止标志
    m_stop_requested = true;
    // 如果 I/O 线程正在运行
    if (is_running())
    {
        // 唤醒线程，使其可以检查停止标志
        wakeup();
    }
}

• 当 I/O 线程检查到 m_stop_requested 为 true 时，会执行关闭连接的操作。例如：

void Slave_IO_Runnable::run()
{
    while (!m_stop_requested)
    {
        // 正常的连接和获取日志事件逻辑
        //...
    }
    // 停止时关闭连接
    close_connection();
}

2. 线程控制层面
   • 除了 I/O 线程，从服务器还有 SQL 线程，负责将中继日志中的事件应用到从服务器的数据库中。STOP SLAVE 命令也会向 SQL 线程发送停止信号。
   • SQL 线程在接收到停止信号后，会完成当前正在执行的事件（如果有的话），然后停止从中继日志读取新的事件。在 MariaDB 代码中，Slave_SQL_Runnable::stop 函数负责处理这一逻辑。简化代码如下：

void Slave_SQL_Runnable::stop()
{
    m_stop_requested = true;
    if (is_running())
    {
        wakeup();
    }
}

• SQL 线程的 run 函数会在处理事件的循环中检查 m_stop_requested 标志：

void Slave_SQL_Runnable::run()
{
    while (!m_stop_requested)
    {
        // 从中继日志读取并应用事件的逻辑
        //...
    }
    // 停止时清理相关资源
    cleanup();
}

3. 日志与状态管理层面
   • 在停止复制的过程中，从服务器会更新其复制状态信息。这些状态信息记录在 slave_master_info 和 slave_relay_log_info 表中（在 MariaDB 5.7 及以上版本）。当执行 STOP SLAVE 时，会将复制的相关位置信息（如主服务器的二进制日志文件名和位置，中继日志的文件名和位置等）保存到这些表中。
   • 例如，在 Slave_IO_Runnable 停止连接后，会更新 slave_master_info 表中的相关记录。代码大致如下（简化示意）：

void Slave_IO_Runnable::update_master_info()
{
    // 获取当前的主服务器连接状态和位置信息
    Master_info* mi = get_master_info();
    // 构建更新 SQL 语句
    std::string update_sql = "UPDATE slave_master_info SET "
                             "Master_Log_File='" + mi->get_master_log_file() + "', "
                             "Read_Master_Log_Pos=" + std::to_string(mi->get_read_master_log_pos()) +
                             " WHERE Server_id=" + std::to_string(mi->server_id);
    // 执行更新操作
    execute_update(update_sql);
}

• 同样，Slave_SQL_Runnable 在停止时也会更新 slave_relay_log_info 表，记录中继日志的当前位置等信息。

4. 锁机制
   • 在停止复制的过程中，为了保证数据的一致性，会涉及到一些锁机制。例如，在更新复制状态表（slave_master_info 和 slave_relay_log_info）时，会获取表级锁。这是为了防止在更新状态信息的过程中，其他线程对这些表进行读写操作，从而导致数据不一致。
   • 在 MariaDB 代码中，获取表级锁的操作如下（简化示意）：

void lock_tables_for_update()
{
    THD* thd = get_current_thd();
    // 获取 slave_master_info 表的写锁
    if (mysql_lock_tables(thd, "slave_master_info", LOCK_WRITE) != 0)
    {
        // 处理锁获取失败的情况
        handle_lock_failure();
    }
    // 类似地获取 slave_relay_log_info 表的写锁
    if (mysql_lock_tables(thd, "slave_relay_log_info", LOCK_WRITE) != 0)
    {
        // 处理锁获取失败的情况
        handle_lock_failure();
    }
}

• 在更新完状态信息后，会释放这些锁，代码如下：

void unlock_tables()
{
    THD* thd = get_current_thd();
    mysql_unlock_tables(thd);
}

代码示例

以下通过一个完整的示例来展示 STOP SLAVE 命令的使用以及如何观察其效果。

1. 设置主从复制环境
   • 主服务器配置：
     • 编辑主服务器的 my.cnf 文件，添加以下配置：

[mysqld]
server-id=1
log-bin=mysql-bin

 - 重启 MariaDB 服务使配置生效。
 - 创建用于复制的用户并授权：

CREATE USER'replication_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO'replication_user'@'%' REQUIRE SSL;
FLUSH PRIVILEGES;
SHOW MASTER STATUS;

• 从服务器配置：
  • 编辑从服务器的 my.cnf 文件，添加以下配置：

[mysqld]
server-id=2

 - 重启 MariaDB 服务。
 - 在从服务器上配置主服务器信息：

CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='master_server_ip',
    MASTER_USER='replication_user',
    MASTER_PASSWORD='password',
    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001', // 替换为主服务器 SHOW MASTER STATUS 中的文件名
    MASTER_LOG_POS=154; // 替换为主服务器 SHOW MASTER STATUS 中的位置
START SLAVE;
SHOW SLAVE STATUS \G;

2. 使用 STOP SLAVE 命令
   • 在从服务器上执行 STOP SLAVE 命令：

STOP SLAVE;

• 可以通过 SHOW SLAVE STATUS \G 命令来验证复制是否已停止。在停止后，Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 字段应该都为 No。
• 查看 slave_master_info 和 slave_relay_log_info 表，可以看到复制状态信息已更新。例如，在 MariaDB 中，可以执行以下 SQL 语句查看 slave_master_info 表：

SELECT * FROM mysql.slave_master_info;

• 表中的 Master_Log_File 和 Read_Master_Log_Pos 字段记录了停止时从主服务器读取二进制日志的位置。同样，slave_relay_log_info 表记录了中继日志的相关位置信息。

注意事项

1. 资源释放：在停止复制后，虽然 I/O 线程和 SQL 线程停止工作，但相关的资源（如连接句柄、内存缓冲区等）应该被正确释放。MariaDB 在实现 STOP SLAVE 时会处理这些资源的释放，但在一些异常情况下，可能需要手动检查和处理。
2. 一致性问题：在停止复制前，确保从服务器的数据状态与主服务器在逻辑上是一致的。如果在数据不一致的情况下停止复制并进行维护等操作，可能会导致后续数据同步出现问题。
3. 多源复制：在多源复制环境下，使用 STOP SLAVE 命令时要注意指定正确的复制通道。如果不指定通道，会停止所有通道的复制，可能影响到多个主从关系的数据同步。

通过以上对 STOP SLAVE 命令实现机制的深入分析以及代码示例，希望能帮助读者更好地理解 MariaDB 复制过程中这一重要命令的工作原理和使用方法。在实际应用中，合理使用 STOP SLAVE 命令对于维护 MariaDB 主从复制环境的稳定性和数据一致性至关重要。