什么是主從復(fù)制

使用兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)庫，一部分?jǐn)?shù)據(jù)庫當(dāng)做主數(shù)據(jù)庫，而另一部分?jǐn)?shù)據(jù)庫當(dāng)做從數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)在主數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行寫操作，從數(shù)據(jù)庫記錄在主庫上所有的寫操作，使得主從數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)保持一致。

一旦主數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題時，使用從數(shù)據(jù)庫代替主數(shù)據(jù)庫，可以避免服務(wù)中斷。

什么是讀寫分離

讀寫分離是基于主從復(fù)制的。系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時，將對數(shù)據(jù)的增刪改也就是寫操作，發(fā)送到主數(shù)據(jù)庫，將查詢的任務(wù)交給從數(shù)據(jù)庫。

寫操作一般相比讀操作更耗時，而系統(tǒng)在大多數(shù)情況下都是讀多寫少。進(jìn)行讀寫分離，減少讀寫操作相互影響，既能提高查詢效率，也能減輕主數(shù)據(jù)庫的壓力，提高系統(tǒng)性能。

主從復(fù)制原理

下圖為網(wǎng)上找的一張介紹主從復(fù)制的原理圖。

簡單來講，有以下四個關(guān)鍵點(diǎn)：

1、主數(shù)據(jù)庫開啟bin-log，將所有寫操作的sql語句記錄到日志文件中。

2、每當(dāng)有從庫連接到主庫的時候，主庫都會創(chuàng)建一個線程(master bin-log輸出線程)，用于發(fā)送bin-log內(nèi)容到從庫。

3、從數(shù)據(jù)庫開啟中繼日志relay-log，用于同步回來的主數(shù)據(jù)庫bin-log。

4、從數(shù)據(jù)庫中運(yùn)行2個線程，一個線程(slave

I/O線程)連接到主庫，獲取主數(shù)據(jù)庫bin-log日志文件里的SQL，記錄到本機(jī)的中繼日志relay-log文件里，另一個線程(slave

SQL線程)執(zhí)行本機(jī)relay-log文件里的SQL語句，在從數(shù)據(jù)庫重新執(zhí)行一遍數(shù)據(jù)操作，保持主從數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致。

復(fù)制模式介紹

異步復(fù)制

說明:MySQL默認(rèn)的復(fù)制模式。主庫在執(zhí)行完客戶端提交的事務(wù)后，立即將結(jié)果返回給客戶端，而不等待從庫接收處理。

問題:一旦主數(shù)據(jù)庫宕機(jī)，已經(jīng)提交的事務(wù)可能并沒有傳到從數(shù)據(jù)庫上，此時如果進(jìn)行主備切換，會導(dǎo)致新主庫上的數(shù)據(jù)不完整，犧牲了數(shù)據(jù)的一致性。

全同步復(fù)制

說明:當(dāng)主庫和從庫執(zhí)行完客戶端提交的事務(wù)后，才返回結(jié)果給客戶端。

問題:雖然保證了在任何情況下的數(shù)據(jù)一致性，當(dāng)由于需要等待所有數(shù)據(jù)庫執(zhí)行完該事務(wù)才能返回結(jié)果，操作耗時長，犧牲了性能。

半同步復(fù)制

說明:主庫在執(zhí)行完客戶端提交的事務(wù)后，等待至少一個從庫接收到并寫到中繼日志后，才返回結(jié)果給客戶端。

相對于異步復(fù)制和半同步復(fù)制，是保證數(shù)據(jù)一致性和性能的折中方案。需要注意的是，半同步需要等待從庫響應(yīng)，因此對于網(wǎng)絡(luò)要求高，僅適用于低延時的網(wǎng)絡(luò)。

主從復(fù)制方案

下圖為常見的主從復(fù)制的方案。

一主一從：從機(jī)可以作為數(shù)據(jù)的熱備，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)宕機(jī),備節(jié)點(diǎn)頂替。但需要注意的是，并不能代替數(shù)據(jù)備份，因?yàn)殄e誤的操作，也會同步到備節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)仍會丟失。

一主多從：適用于讀多寫少的系統(tǒng)，但從庫不可過多，過多會導(dǎo)致響應(yīng)速度變慢。可以指定一個從庫作為備用庫，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，備節(jié)點(diǎn)頂替。也可以指定一個從庫，將報(bào)表統(tǒng)計(jì)之類的慢查詢語句都發(fā)到該從庫，不至于影響其他查詢操作。也可以指定一個從庫，供開發(fā)人員排障使用，即使不小心刪除數(shù)據(jù)，也不至于影響整體系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，達(dá)到隔離效果。

雙主：當(dāng)大部分業(yè)務(wù)都為寫，而寫入性能還不夠理想，可以采取雙主模式。同時在兩個主庫寫數(shù)據(jù)，并互相同步。業(yè)務(wù)上可以通過id取模、哈希計(jì)算等方法，奇數(shù)往主庫1插數(shù)據(jù)，偶數(shù)往主庫2插數(shù)據(jù)，保證主鍵不重復(fù)。

級聯(lián)同步：為了減低主庫的壓力，主庫只向一個從庫同步數(shù)據(jù)，其他從庫同步這個從庫的數(shù)據(jù)。如果主庫宕機(jī)，同步主庫的從庫可以直接作為主庫使用。但如果這個從庫掛了，問題會比較嚴(yán)重，會導(dǎo)致其他從庫變?yōu)楣聝汗?jié)點(diǎn)。

環(huán)形多主：性能強(qiáng)，但一旦掛了一個，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)不可用。

使用Docker 搭建MySQL主從復(fù)制

以下演示使用Docker，搭建一主一從的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1、運(yùn)行docker pull mysql:5.7下載mysql鏡像。

2、在/opt目錄下創(chuàng)建三個文件夾，分別為/opt/mysql_cluster、/opt/mysql_cluster/master和/opt/mysql_cluster/slave1。其中master和slave1文件夾用于保存需要持久化到宿主機(jī)上mysql容器的數(shù)據(jù)文件、日志文件等。

3、在/opt/mysql_cluster/master編寫my.cnf文件，內(nèi)容如下。需要注意的是，開啟bin-log日志后默認(rèn)記錄所有庫所有表的操作，可以通過配置來指定需要記錄操作的數(shù)據(jù)庫或者表，或指定不記錄操作的數(shù)據(jù)庫或者表。[mysqld]

#實(shí)例ID,不能和集群中的其他實(shí)例相同

server-id=1

#bin?log?文件前綴

log-bin=mysql-prefix

#?需要同步的數(shù)據(jù)庫

binlog-do-db=tuling

#不需要同步的數(shù)據(jù)庫

binlog-ignore-db=information_schema

binlog-ignore-db=mysql

binlog-ignore-db=performance_schema

binlog-ignore-db=test

4、在/opt/mysql_cluster/slave1編寫my.cnf文件，內(nèi)容如下：[mysqld]

#實(shí)例ID,不能和集群中的其他實(shí)例相同

server-id=2

skip-slave-start=true

#限定用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)修改的操作

read_only=ON

#中繼日志前綴

relay-log=relay-bin

5、運(yùn)行以下命令，啟動主數(shù)據(jù)庫。向外暴露的端口號為3307，默認(rèn)的密碼為123456，并且掛載宿主機(jī)目錄到容器中，用于將數(shù)據(jù)保存到宿主機(jī)，保證數(shù)據(jù)不丟失。docker?run?-p?3307:3306?--name?mysql_master?\-v?/opt/mysql_cluster/master/conf:/etc/mysql?\-v?/opt/mysql_cluster/master/logs:/var/log/mysql?\-v?/opt/mysql_cluster/master/data:/var/lib/mysql?\?-v?/opt/mysql_cluster/master/my.cnf:/etc/my.cnf?\-e?MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456?\-d?mysql:5.7

6、運(yùn)行docker exec -it mysql_master /bin/bash，進(jìn)入主數(shù)據(jù)庫容器。

7、運(yùn)行mysql -uroot -p，輸入密碼，登錄數(shù)據(jù)庫。

8、運(yùn)行以下命令，添加訪問權(quán)限，刷新授權(quán)表信息，方便后續(xù)在其他機(jī)器操作該數(shù)據(jù)庫。grant?all?privileges?on?*.*?to?root@'%'?identified?by?"123456";flush?privileges;

9、運(yùn)行以下命令，添加主庫復(fù)制賬號，刷新授權(quán)表信息。用戶名和密碼都是slave。后續(xù)從庫使用該賬號，獲取相關(guān)bin-log。CREATE?USER?'slave'@'%'?IDENTIFIED?BY?'slave';GRANT?REPLICATION?SLAVE?ON?*.*?TO?'slave'@'%';flush?privileges;

10、運(yùn)行命令show master status;,獲取主庫當(dāng)前bin-log文件名(File)和位置(Position)。

11、運(yùn)行以下命令，啟動從數(shù)據(jù)庫。向外暴露的端口號為3308，默認(rèn)的密碼為123456，并且掛載宿主機(jī)目錄到容器中，用于將數(shù)據(jù)保存到宿主機(jī)，保證數(shù)據(jù)不丟失。docker?run?-p?3308:3306?-m?300M?--memory-reservation?200M?--name?mysql_slave?\-v?/opt/mysql_cluster/slave1/conf:/etc/mysql?\-v?/opt/mysql_cluster/slave1/logs:/var/log/mysql?\-v?/opt/mysql_cluster/slave1/data:/var/lib/mysql?\?-v?/opt/mysql_cluster/slave1/my.cnf:/etc/my.cnf?\-e?MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456?\-d?mysql:5.7

12、運(yùn)行docker exec -it mysql_slave /bin/bash，進(jìn)入從數(shù)據(jù)庫容器。

13、運(yùn)行mysql -uroot -p，輸入密碼，登錄數(shù)據(jù)庫。

14、運(yùn)行以下命令，添加訪問權(quán)限，刷新授權(quán)表信息。方便后續(xù)在其他機(jī)器操作該數(shù)據(jù)庫。grant?all?privileges?on?*.*?to?root@'%'?identified?by?"123456";flush?privileges;

15、運(yùn)行以下命令，配置從庫復(fù)制信息。其中，master_host為docker宿主機(jī)的ip，master_user和master_slave為主庫復(fù)制賬號，master_log_file是主庫運(yùn)行命令show master status獲取的File字段值，master_log_pos為Position字段值。master_port為主數(shù)據(jù)庫向外暴露的端口號。change?master?to?master_host='192.168.255.167',master_user='slave',master_password='slave',master_log_file='mysql-prefix.000004',master_log_pos=1824,master_port=3307;

16、運(yùn)行start slave;，啟動slave服務(wù)。

17、運(yùn)行show slave status\G;，查看slave狀態(tài)。當(dāng)參數(shù)"Slave_IO_Running"和"Slave_SQL_Running"值都是Yes，主從配置完成。

18、可以通過在主庫創(chuàng)建表、插入修改數(shù)據(jù)后，查看從庫是否同步成功，驗(yàn)證是否搭建成功。

19、當(dāng)需要重新配置主從時，可以在從庫上運(yùn)行以下兩條命令,取消當(dāng)前的主備復(fù)制。stop?slave;reset?master;

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

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