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TiCDC 双向复制

TiCDC 支持在两个 TiDB 集群之间进行双向复制 (Bidirectional replication, BDR)。基于该功能，你可以使用 TiCDC 来构建 TiDB 集群的多写多活解决方案。

本文档以在两个 TiDB 集群之间进行双向复制为例，介绍双向复制的使用方法。

部署双向复制

TiCDC 复制功能只会将指定时间点之后的增量变更复制到下游集群。开始双向复制之前，需要采取以下步骤：

  1. （可选）根据实际需要，使用数据导出工具 Dumpling 和导入工具 TiDB Lightning 将两个集群的数据导入到对方集群。

  2. 在这两个 TiDB 集群之间部署两套 TiCDC 集群，集群的拓扑如下图所示，图中箭头所指的方向即为该 TiCDC 集群同步数据的流向。

    TiCDC bidirectional replication

  3. 指定上下游集群的数据同步的开始时间点。

    1. 确认上下游集群的时间点。如果进行双集群容灾，那么建议确保两个集群在某个对应的时刻的数据是一致的，例如 TiDB A 在 ts=1 时刻与 TiDB B 在 ts=2 的时刻数据是一致的。

    2. 在创建同步任务时，分别把对应集群的同步任务的 --start-ts 参数指定为对应的 tso，即上游为 TiDB A 的同步任务需设置参数 --start-ts=1，上游为 TiDB B 的同步任务需设置参数 --start-ts=2。

  4. 在创建同步任务的 --config 参数所指定的配置文件中，添加如下配置:

    # 是否启用 bdr 模式
bdr-mode = true

这样，以上搭建好的集群即可对数据进行双向复制。

DDL 类别

从 v7.6.0 开始，为了在双向复制中尽可能地支持 DDL 同步，根据 DDL 对业务的影响，TiDB 将 TiCDC 原本支持同步的 DDL 划分为两种 DDL：可复制的 DDL 和不可复制的 DDL。

可复制的 DDL

可复制的 DDL 是指在双向复制中，可以直接执行并同步到其他 TiDB 集群的 DDL。

可复制的 DDL 包括：

  • CREATE DATABASE
  • CREATE TABLE
  • ADD COLUMN：添加的列必须可以为 null，或者是同时带有 not null 和 default value
  • ADD NON-UNIQUE INDEX
  • DROP INDEX
  • MODIFY COLUMN：仅能修改列的 default value 和 comment
  • ALTER COLUMN DEFAULT VALUE
  • MODIFY TABLE COMMENT
  • RENAME INDEX
  • ADD TABLE PARTITION
  • DROP PRIMARY KEY
  • ALTER TABLE INDEX VISIBILITY
  • ALTER TABLE TTL
  • ALTER TABLE REMOVE TTL
  • CREATE VIEW
  • DROP VIEW

不可复制的 DDL

不可复制的 DDL 是指对业务影响较大、可能会造成集群间数据不一致性的 DDL，这类 DDL 不能在双向复制中直接通过 TiCDC 同步到其他 TiDB 集群的 DDL。不可复制的 DDL 必须通过特定的操作来执行。

不可复制的 DDL 包括：

  • DROP DATABASE
  • DROP TABLE
  • ADD COLUMN：添加的列为 not null 且不带有 default value
  • DROP COLUMN
  • ADD UNIQUE INDEX
  • TRUNCATE TABLE
  • MODIFY COLUMN：修改列除 default value 和 comment 以外的属性
  • RENAME TABLE
  • DROP PARTITION
  • TRUNCATE PARTITION
  • ALTER TABLE CHARACTER SET
  • ALTER DATABASE CHARACTER SET
  • RECOVER TABLE
  • ADD PRIMARY KEY
  • REBASE AUTO ID
  • EXCHANGE PARTITION
  • REORGANIZE PARTITION

DDL 同步

为了能够解决上述可复制的 DDL 和不可复制的 DDL 两类 DDL 的同步问题，TiDB 引入了两种 BDR role：

  • PRIMARY：你可以执行可复制的 DDL，但不能执行不可复制的 DDL。TiCDC 会把 PRIMARY 集群执行的可复制的 DDL 同步到下游。
  • SECONDARY：你不能执行上述所有的 DDL。但是，TiCDC 能够把 PRIMARY 集群执行的 DDL 同步到 SECONDARY 集群。

在不设置 BDR role 时，你可以执行任意 DDL。但是处于 BDR 模式中的 changefeed 不会同步该集群上的任何 DDL。

总的来说，在 BDR 模式下，TiCDC 仅会将 PRIMARY 集群上可复制的 DDL 同步到下游。

可复制的 DDL 的同步场景

  1. 选择一个 TiDB 集群，执行 ADMIN SET BDR ROLE PRIMARY 将其设置为主集群。如下所示：

    ADMIN SET BDR ROLE PRIMARY;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.003s

ADMIN SHOW BDR ROLE;
+----------+
| BDR_ROLE |
+----------+
| primary  |
+----------+

  2. 在其他 TiDB 集群上，执行 ADMIN SET BDR ROLE SECONDARY 将其设置为从集群。

  3. 在主集群上执行可复制的 DDL，执行成功的 DDL 会被 TiCDC 同步到从集群中。

不可复制的 DDL 的同步场景

  1. 对所有 TiDB 集群执行 ADMIN UNSET BDR ROLE，撤销集群的 BDR role。
  2. 暂停所有集群中需要执行 DDL 的对应的表的写入操作。
  3. 等待所有集群中对应表的所有写入已经同步到其他集群后，手动在每一个 TiDB 集群上单独执行所有的 DDL。
  4. 等待 DDL 完成之后，重新恢复写入。
  5. 按照可复制的 DDL 的同步场景的操作步骤，切换回可复制的 DDL 的同步场景。

停止双向复制

在业务数据停止写入之后，你可以在两个集群中都插入一行特殊的值，通过检查这两行特殊的值来确保数据达到了一致的状态。

检查完毕之后，停止同步任务，并对所有集群执行 ADMIN UNSET BDR ROLE。

使用限制

  • BDR role 只能在以下两种场景中正常使用：

    • 1 个 PRIMARY 集群和 n 个 SECONDARY 集群（可复制的 DDL 的同步场景）

    • n 个不设置 BDR role 的集群（用于在每个集群手动执行不可复制的 DDL 的同步场景）

  • 一般情况下，禁止在同步的表中使用 AUTO_INCREMENT 或 AUTO_RANDOM 键，以免产生数据冲突的问题。如果需要使用 AUTO_INCREMENT 或 AUTO_RANDOM 键，可以通过在不同的集群设置 auto_increment_increment 和 auto_increment_offset 来使得不同的集群都能够分配到不同的主键。假设有三个 TiDB 集群（A、B、C）处于双向同步中，那么你可以采取如下设置：

    • 在 A 中设置 auto_increment_increment=3，auto_increment_offset=2000
    • 在 B 中设置 auto_increment_increment=3，auto_increment_offset=2001
    • 在 C 中设置 auto_increment_increment=3，auto_increment_offset=2002

    这样 A、B、C 隐式分配到的 AUTO_INCREMENT ID 和 AUTO_RANDOM ID 就不会互相冲突。如果需要增加 BDR 模式的集群，需要临时暂停相关业务的写入，重新在所有集群上设置合适的 auto_increment_increment 和 auto_increment_offset，然后再开启相关业务。

  • 双向复制的集群不具备检测写冲突的功能，写冲突将会导致未定义问题。你需要在业务层面保证不出现写冲突。

  • TiCDC 双向复制功能支持超过 2 个集群的双向同步，但是不支持多个集群级联模式的同步，即 TiDB A -> TiDB B -> TiDB C -> TiDB A 的环形复制方式。在这种部署方式下，如果其中一个链路出现问题则会影响整个数据同步链路。因此，如果需要部署多个集群之间的双向复制，每个集群都需要与其他集群两两相连，即 TiDB A <-> TiDB B，TiDB B <-> TiDB C，TiDB C <-> TiDB A。

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