Galera Cluster是基于MySQL/innodb二次开发而成的一个支持"多主同步"的数据库主从集群，Proton RDS MariaDB采用了MariaDB Galera Cluster同步技术。下面给大家带来MariaDB集群模式的详细介绍。

一、技术优势

一、同步复制，节点间数据是同步的，而Master/Slave模式是异步的，因此具有较高的性能和可靠性；
二、multi-master，集群中每个节点都可读可写；
三、自动的节点成员控制，自动剔除故障节点； 
四、 新节点加入数据自动复制； 
五、 真正的并行复制，基于行级；  
六、用户可以直接连接集群，使用感受上与MySQL完全一致。

Galera replication具有实时性，能够保障不同节点的数据视图在较小的时间范围内是一致的。MySQL原生replication方案slave中的SQL线程和IO线程是分离的，即便使用半同步甚至同步复制，也可能因为SQL线程的速度跟不上IO线程而导致slave数据落后很多，当然5.7引入并行复制后会好很多，而Galera中除了具有并行复制的功能外，还具有flow control的功能来控制节点间数据同步的速度。

二、内部逻辑

etcd容器：存储数据库seqno信息。数据库启动时需要决定引导节点，通过向etcd注册seqno值，选取最大的节点作为引导节点启动；
DB容器：数据库容器。数据库与数据库之间组成Galera集群实现数据同步；
MGMT容器：API容器，对外提供数据库/数据库账户管理功能；
exporter容器：数据库监控数据获取http服务，供Proton Watch组件采集metrics数据。

三、复制架构

数据同步使用同步复制（Eager Replication），集群中的节点经过更新单个事务来与集群中的节点进行同步，这意味着当事务进行提交时，全部节点都具备相同的值。

主要有如下几个组件组成：
DBMS：Database Management System，即咱们常见的数据库，Galera Cluster支持MySQL、MariaDB和Percona XtraDB。
wsrep API：写集复制功能组件，负责提供关系型数据库管理、复制服务，提供接口。
Galera Replication Plugin：启用写集复制功能的插件。
Group Communication plugins：Galera Clsuter集群中各类群组通讯系统，例如gcomm和Spread。

四、复制原理

Galera集群的复制功能是基于认证的复制，其流程如下：

Process过程：本地节点收到客户端请求后执行请求，提交事务前所有对数据库的更改都会被写集收集起来，并且将写集发送到其它节点；
Certification过程：写集将在每个节点上使用搜索到的主键进行确认性认证测试，测试结果决定着节点是否应用写集更改数据。如果认证测试失败，节点将丢弃写集 ；如果认证测试成功，则事务提交。

当客户端发出commit命令时，在实际提交之前，对数据库所做的更改都将被收集到一个写集中，写集中包含事务信息和所更改行的主键。然后，数据库将此写集发送到所有其它节点。节点用写集中的主键与当前节点中未完成事务的所有写集（不仅包括当前节点其它事务产生的写集，还包括其它节点传送过来的写集）的主键相比较，确定节点是否可以提交事务。同时满足以下三个条件则验证失败（存在冲突）：

1. 两个事务来源于不同节点。
2. 两个事务包含相同的主键。
3. 老事务对新事务不可见，即老事务未提交完成。新老事务的划定依赖于全局事务总序，即GTID。

验证失败后，节点将删除写集，集群将回滚原始事务。对于所有的节点都是如此，每个节点单独进行验证。因为所有节点都以相同的顺序接收事务，它们对事务的结果都会做出相同的决定，要么全成功，要么都失败。成功后自然就提交了，所有的节点又会重新达到数据一致的状态。节点之间不交换“是否冲突”的信息，各个节点独立异步处理事务。由此可见，Galera本身的数据也不是严格同步的，很明显在每个节点上的验证是异步的。最后，启动事务的节点可以通知客户端应用程序是否提交了事务。

五、数据复制方式

将集群中的数据复制到某个节点上实现备份，或者节点新加入集群须要同步数据。
Galera Cluster有两种数据复制方式：

• State Snapshot Transfers (SST)：全量同步
• Incremental State Transfers (IST)：增量同步

简单来说。SST就是同步整个数据库，IST是同步一个库与另外一个库相差的部分事务。

新加入的节点叫做Joiner，给Joiner提供复制的节点叫Donor。在该过程中首先会检查本地grastate.dat文件的seqno事务号是否在远端donor节点galera.cache文件里，如果存在，那么进行增量同步复制，将剩余的事务发送过去；如果不存在那么进行全量同步复制。

六、原理对比

最后，将Galera复制的原理与实现与MySQL组复制进行类比，如下表所示：