高可用与容灾

在生产环境部署数据库时，往往会搭建多个副本（Replica），保证数据库集群的高可用性以及数据的持久性。传统的部署方式是一主一备，即主备间通过日志同步数据变更。但是主备复制存在先天性缺陷，以常见的MySQL半同步复制为例，一旦网络延迟超出阈值，同步就会退化到异步复制。此时如果主节点宕机，副本可能丢失已提交的数据，也就是常说的副本不一致。

为了保证副本间的强一致性，现代数据库往往采用以Paxos为代表的多数派复制协议。Paxos通常要求集群中至少存3个节点，每次写入都要获得超过半数节点的确认，即便其中1个节点宕机，集群也仍然能正常提供服务。Paxos算法能够保证副本间的强一致性，彻底解决副本不一致问题。

PolarDB-X在副本复制方面采用了X-Paxos。X-Paxos是阿里巴巴自研的Paxos协议实现，起源于AliSQL（阿里内部的 MySQL 分支）。基于朴素的Paxos实现，它在功能、性能上都做了大量优化，且经历了数十载的双十一考验，稳定可靠。

X-Paxos实现了Multi-Paxos算法，通常存在一个相对稳定的Leader节点用于处理读写请求。如果Leader节点因为某些意外情况发生宕机或超时，Follower节点就会重新发起选主投票，如果得到超过半数的选票则成为新的Leader。Logger节点只负责保存日志以及参与Paxos投票。Learner节点通常用在只读实例中，它仅仅接受主机群的变更日志，不参与Paxos投票。

此外，X-Paxos还支持动态添加删除节点、权重化选主、Leader主动回切等企业级特性，允许用户根据业务需求灵活定义部署方式。

多机房部署

基于Paxos复制协议，PolarDB-X可以部署到多个机房中，以实现机房级容灾。常见的部署方式有同城三机房、两地三中心等，其中后者主要应用在混合云部署中。由于Paxos协议的特性，通常三个机房中有一个主机房负责对外提供服务。

跨地域多活

如果业务有多活需求，出于性能考虑，通常建议在不同地域分别部署PolarDB-X实例，彼此之间通过数据同步工具相连接。数据要根据实际业务需求做合理的分区，以保证各个地域的数据不会相互冲突。