Usar o encaminhamento de gravação local em um cluster de banco de dados do Amazon Aurora MySQL

O encaminhamento de gravação local (no cluster) permite que as aplicações emitam transações de leitura/gravação diretamente em uma réplica do Aurora. Essas transações são então encaminhadas para a instância de banco de dados do gravador para serem confirmadas. Você pode usar o encaminhamento de gravação local quando as aplicações exigirem consistência de leitura após gravação, que é a capacidade de ler a última gravação em uma transação.

As réplicas de leitura recebem atualizações de forma assíncrona do gravador. Sem o encaminhamento de gravação, você precisa realizar todas as leituras que exigem consistência de leitura após gravação na instância de banco de dados do gravador. Ou é necessário desenvolver uma lógica de aplicação personalizada complexa para aproveitar as vantagens de várias réplicas de leitura para escalabilidade. As aplicações devem dividir todo o tráfego de leitura e gravação, mantendo dois conjuntos de conexões de banco de dados para enviar o tráfego ao endpoint correto. Essas despesas indiretas de desenvolvimento complicam o design da aplicação quando as consultas fazem parte de uma única sessão lógica, ou transação, na aplicação. Além disso, como o atraso na replicação pode diferir entre as réplicas de leitura, é difícil obter consistência de leitura global em todas as instâncias do banco de dados.

O encaminhamento de gravação evita a necessidade de dividir essas transações ou de enviá-las exclusivamente ao gravador, o que simplifica o desenvolvimento de aplicações. Esse novo recurso facilita a obtenção de escala de leitura para workloads que precisam ler a última gravação em uma transação e não são sensíveis à latência de gravação.

O encaminhamento de gravação local é diferente do encaminhamento de gravação global, que encaminha gravações de um cluster de banco de dados secundário para o cluster de banco de dados primário em um banco de dados global do Aurora. Você pode usar o encaminhamento de gravação local em um cluster de banco de dados que faz parte de um banco de dados global do Aurora. Para obter mais informações, consulte Como usar o encaminhamento de gravação em um banco de dados global Amazon Aurora.

O encaminhamento de gravação local exige o Aurora MySQL versão 3.04 ou posterior.

Habilitar o encaminhamento de gravação local

Por padrão, o encaminhamento de gravação local não está habilitado para clusters de banco de dados do Aurora MySQL. Você habilita o encaminhamento de gravação local no cluster, não na instância.

aws rds create-db-cluster \
  --db-cluster-identifier write-forwarding-test-cluster \
  --enable-local-write-forwarding \
  --engine aurora-mysql \
  --engine-version 8.0.mysql_aurora.3.04.0 \
  --master-username myuser \
  --master-user-password mypassword \
  --backup-retention 1

Habilitar o encaminhamento de gravação para sessões de banco de dados

aurora_replica_read_consistency é um parâmetro de banco de dados e de cluster de banco de dados que permite o encaminhamento de gravação. Você pode especificar EVENTUAL, SESSION ou GLOBAL para o nível de consistência de leitura. Para saber mais sobre os níveis de consistência, consulte Consistência de leitura para encaminhamento de gravação.

As seguintes regras se aplicam a esse parâmetro:

Conferir se um cluster de banco de dados tem o encaminhamento de gravação habilitado

Para determinar se você pode usar o encaminhamento de gravação em um cluster de banco de dados, confirme se o cluster tem o atributo LocalWriteForwardingStatus definido como enabled.

No AWS Management Console, na guia Configuração da página de detalhes do cluster, você vê o status Habilitado para Encaminhamento de gravação de réplica de leitura local.

Para ver o status da configuração de encaminhamento de gravação para todos os clusters, execute o comando da AWS CLI a seguir.

aws rds describe-db-clusters \
--query '*[].{DBClusterIdentifier:DBClusterIdentifier,LocalWriteForwardingStatus:LocalWriteForwardingStatus}'

[
    {
        "LocalWriteForwardingStatus": "enabled",
        "DBClusterIdentifier": "write-forwarding-test-cluster-1"
    },
    {
        "LocalWriteForwardingStatus": "disabled",
        "DBClusterIdentifier": "write-forwarding-test-cluster-2"
    },
    {
        "LocalWriteForwardingStatus": "requested",
        "DBClusterIdentifier": "test-global-cluster-2"
    },
    {
        "LocalWriteForwardingStatus": "null",
        "DBClusterIdentifier": "aurora-mysql-v2-cluster"
    }
]

Um cluster de banco de dados pode ter os seguintes valores para LocalWriteForwardingStatus:

Compatibilidade SQL e de aplicações com o encaminhamento de gravação

É possível usar os seguintes tipos de instruções SQL com o encaminhamento de gravação:

Certas declarações não são permitidas ou podem gerar resultados obsoletos ao serem usadas em um cluster de banco de dados com o encaminhamento de gravação. Por isso, normalmente a configuração EnableLocalWriteForwarding está desabilitada para clusters de banco de dados. Antes de habilitá-la, confira se o código da aplicação não é afetado por nenhuma dessas restrições.

As restrições a seguir se aplicam às instruções SQL usadas com o encaminhamento de gravação. Em alguns casos, é possível usar as declarações em clusters de banco de dados com o encaminhamento de gravação habilitado. Essa abordagem funcionará se o encaminhamento de gravação não for habilitado na sessão pelo parâmetro de configuração aurora_replica_read_consistency. Se você tentar usar uma declaração quando ela não for permitida devido ao encaminhamento de gravação, será exibida uma mensagem de erro semelhante à seguinte:

ERROR 1235 (42000): This version of MySQL doesn't yet support 'operation with write forwarding'.

Níveis de isolamento para encaminhamento de gravação

Em sessões que usam o encaminhamento de gravação, só é possível usar o nível de isolamento REPEATABLE READ. Embora também seja possível usar o nível de isolamento READ COMMITTED com réplicas do Aurora, esse nível de isolamento não funciona com o encaminhamento de gravação. Para obter informações sobre os níveis de isolamento REPEATABLE READ e READ COMMITTED, consulte Níveis de isolamento do Aurora MySQL.

Consistência de leitura para encaminhamento de gravação

É possível controlar o grau de consistência de leitura em um cluster de banco de dados. O nível de consistência de leitura determina quanto o cluster de banco de dados espera antes de cada operação de leitura para garantir que algumas ou todas as alterações sejam replicadas do gravador. Você pode ajustar o nível de consistência de leitura para garantir que todas as operações de gravação encaminhadas da sessão estejam visíveis no cluster de banco de dados antes de qualquer consulta subsequente. Você também pode usar essa configuração para garantir que as consultas no cluster de banco de dados sempre vejam as atualizações mais recentes do gravador. Essa configuração também se aplica às consultas enviadas por outras sessões ou outros clusters. Para especificar esse tipo de comportamento para a aplicação, escolha um valor para o parâmetro de banco de dados ou o parâmetro de cluster de banco de dados aurora_replica_read_consistency.

À medida que você aumenta o nível de consistência, mais tempo a aplicação aguarda a propagação das alterações entre as instâncias de banco de dados. Você pode escolher um contrapeso entre o tempo de resposta rápido e a garantia de que as alterações feitas em outras instâncias de banco de dados estejam totalmente disponíveis antes da execução das consultas.

Você pode especificar os seguintes valores para o parâmetro aurora_replica_read_consistency:

Para receber informações sobre os parâmetros de configuração envolvidos no encaminhamento de gravação, consulte Parâmetros de configuração para o encaminhamento de gravação.

mysql> set aurora_replica_read_consistency = 'session';

Exemplos de uso do encaminhamento de gravação

O exemplo a seguir mostra os efeitos do parâmetro aurora_replica_read_consistency na execução de instruções INSERT seguidas por declarações SELECT. Os resultados podem diferir dependendo do valor de aurora_replica_read_consistency e do horário das declarações.

Para obter maior consistência, você pode esperar brevemente antes de emitir a instrução SELECT. Ou Aurora pode esperar automaticamente até que os resultados terminem a replicação antes de prosseguir SELECT.

Para receber informações sobre como definir parâmetros de banco de dados, consulte Grupos de parâmetros para Amazon Aurora.

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        5 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into t1 values (6); select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        5 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        6 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        6 |
+----------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> insert into t1 values (6); select count(*) from t1; select count(*) from t1;
Query OK, 1 row affected (0.08 sec)
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        7 |
+----------+
1 row in set (0.37 sec)
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        7 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into t1 values (6); select sleep(2); select count(*) from t1;
Query OK, 1 row affected (0.07 sec)
+----------+
| sleep(2) |
+----------+
|        0 |
+----------+
1 row in set (2.01 sec)
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        8 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        8 |
+----------+
1 row in set (0.75 sec)

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        8 |
+----------+
1 row in set (0.37 sec)

mysql> select count(*) from t1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|        8 |
+----------+
1 row in set (0.66 sec)

Executar instruções de várias partes com o encaminhamento de gravação

Uma declaração DML pode consistir em várias partes, como uma declaração INSERT ... SELECT ou DELETE ... WHERE. Nesse caso, a declaração inteira é encaminhada para a instância de banco de dados do gravador e é executada nela.

Transações com o encaminhamento de gravação

Se o modo de acesso à transação estiver definido como somente leitura, o encaminhamento de gravação não será usado. É possível especificar o modo de acesso da transação usando a instrução SET TRANSACTION ou a instrução START TRANSACTION. Você também pode especificar o modo de acesso da transação alterando o valor da sessão transaction_read_only. Você só pode alterar esse valor de sessão enquanto estiver conectado a um cluster de banco de dados que tenha o encaminhamento de gravação habilitado.

Se uma transação de longa duração não emitir nenhuma instrução por um período substancial, ela poderá exceder o tempo limite ocioso. Este período tem um padrão de um minuto. Você pode definir o parâmetro aurora_fwd_writer_idle_timeout para aumentá-lo em até um dia. Uma transação que excede o tempo limite ocioso é cancelada pela instância do gravador. A instrução subsequente enviada recebe um erro de tempo limite. Depois, o Aurora reverte a transação.

Esse tipo de erro pode ocorrer em outros casos quando o encaminhamento de gravação fica indisponível. Por exemplo, o Aurora cancelará todas as transações que usam o encaminhamento de gravação se você reiniciar o cluster de banco de dados ou se desabilitar o encaminhamento de gravação.

Quando uma instância do gravador em um cluster que use o encaminhamento de gravação local é reiniciada, todas as transações e consultas ativas e encaminhadas nas instâncias do leitor que usam o encaminhamento de gravação local são fechadas automaticamente. Quando a instância do gravador estiver novamente disponível, você poderá repetir essas transações.

Parâmetros de configuração para o encaminhamento de gravação

Os grupos de parâmetros de banco de dados do Aurora incluem configurações para o atributo de encaminhamento de gravação. Detalhes sobre esses parâmetros são resumidos na tabela a seguir, com notas de uso após a tabela.

Para controlar as solicitações de gravação recebidas, use estas configurações:

Para ter mais informações sobre o aurora_replica_read_consistency, consulte Consistência de leitura para encaminhamento de gravação.

Para obter mais informações sobre grupos de parâmetros de banco de dados, consulte Grupos de parâmetros para Amazon Aurora.

Métricas do Amazon CloudWatch e variáveis de status do Aurora MySQL para encaminhamento de gravação

As métricas do Amazon CloudWatch e as variáveis de status do Aurora MySQL a seguir se aplicam quando você usa o encaminhamento de gravação em um ou mais clusters de banco de dados. Essas métricas e variáveis de status são todas medidas na instância de banco de dados do gravador.

As métricas do CloudWatch e as variáveis de status do Aurora MySQL a seguir são medidas em cada instância de banco de dados do leitor em um cluster de banco de dados com o encaminhamento de gravação habilitado.

Identificar transações e consultas encaminhadas

Você pode usar a tabela information_schema.aurora_forwarding_processlist para identificar transações e consultas encaminhadas. Para obter mais informações sobre essa tabela, consulte information_schema.aurora_forwarding_processlist.

O exemplo a seguir mostra todas as conexões encaminhadas em uma instância de banco de dados do gravador.

mysql> select * from information_schema.AURORA_FORWARDING_PROCESSLIST where IS_FORWARDED=1 order by REPLICA_SESSION_ID;

+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+--------------------------------------------+--------------+--------------------+---------------------------------+----------------------+----------------+
| ID  | USER     | HOST               | DB       | COMMAND | TIME | STATE        | INFO                                       | IS_FORWARDED | REPLICA_SESSION_ID | REPLICA_INSTANCE_IDENTIFIER     | REPLICA_CLUSTER_NAME | REPLICA_REGION |
+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+--------------------------------------------+--------------+--------------------+---------------------------------+---------------------------------------+
| 648 | myuser   | IP_address:port1   | sysbench | Query   |    0 | async commit | UPDATE sbtest58 SET k=k+1 WHERE id=4802579 |            1 |                637 | my-db-cluster-instance-2        | my-db-cluster        | us-west-2      |
| 650 | myuser   | IP_address:port2   | sysbench | Query   |    0 | async commit | UPDATE sbtest54 SET k=k+1 WHERE id=2503953 |            1 |                639 | my-db-cluster-instance-2        | my-db-cluster        | us-west-2      |
+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+--------------------------------------------+--------------+--------------------+---------------------------------+----------------------+----------------+

Na instância de banco de dados do leitor de encaminhamento, você pode ver os segmentos associados a essas conexões de banco de dados do gravador executando SHOW PROCESSLIST. Os valores REPLICA_SESSION_ID no gravador, 637 e 639, são iguais aos valores Id no leitor.

mysql> select @@aurora_server_id;

+---------------------------------+
| @@aurora_server_id              |
+---------------------------------+
| my-db-cluster-instance-2        |
+---------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> show processlist;

+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+---------------------------------------------+
| Id  | User     | Host               | db       | Command | Time | State        | Info                                        |
+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+---------------------------------------------+
| 637 | myuser   | IP_address:port1   | sysbench | Query   |    0 | async commit | UPDATE sbtest12 SET k=k+1 WHERE id=4802579  |
| 639 | myuser   | IP_address:port2   | sysbench | Query   |    0 | async commit | UPDATE sbtest61 SET k=k+1 WHERE id=2503953  |
+-----+----------+--------------------+----------+---------+------+--------------+---------------------------------------------+
12 rows in set (0.00 sec)