MySQL主从复制与读写分离

MySQL主从复制（Master-Slave）与读写分离（MySQL-Proxy）实践

Mysql作为目前世界上使用最广泛的免费数据库，相信所有从事系统运维的工程师都一定接触过。但在实际的生产环境中，由单台Mysql作为独立的数据库是完全不能满足实际需求的，无论是在安全性，高可用性以及高并发等各个方面。

因此，一般来说都是通过 主从复制（Master-Slave）的方式来同步数据，再通过读写分离（MySQL-Proxy）来提升数据库的并发负载能力 这样的方案来进行部署与实施的。

如下图所示：

下面是我在实际工作过程中所整理的笔记，在此分享出来，以供大家参考。

一、MySQL的安装与配置
具体的安装过程，建议参考我的这一篇文章：http://heylinux.com/archives/993.html
值得一提的是，我的安装过程都是源码包编译安装的，并且所有的配置与数据等都统一规划到了/opt/mysql目录中，因此在一台服务器上安装完成以后，可以将整个mysql目录打包，然后传到其它服务器上解包，便可立即使用。

二、MySQL主从复制
场景描述：
主数据库服务器：192.168.10.130，MySQL已经安装，并且无应用数据。
从数据库服务器：192.168.10.131，MySQL已经安装，并且无应用数据。

2.1 主服务器上进行的操作
启动mysql服务
/opt/mysql/init.d/mysql start

通过命令行登录管理MySQL服务器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

授权给从数据库服务器192.168.10.131
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'rep1'@'192.168.10.131' identified by ‘password’;

查询主数据库状态
Mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000005 | 261 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+

记录下 FILE 及 Position 的值，在后面进行从服务器操作的时候需要用到。

2.2 配置从服务器
修改从服务器的配置文件/opt/mysql/etc/my.cnf
将 server-id = 1修改为 server-id = 10，并确保这个ID没有被别的MySQL服务所使用。

启动mysql服务
/opt/mysql/init.d/mysql start

通过命令行登录管理MySQL服务器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

执行同步SQL语句
mysql> change master to
master_host=’192.168.10.130’,
master_user=’rep1’,
master_password=’password’,
master_log_file=’mysql-bin.000005’,
master_log_pos=261;

正确执行后启动Slave同步进程
mysql> start slave;

主从同步检查
mysql> show slave status\G
==============================================
**************** 1. row *******************
Slave_IO_State:
Master_Host: 192.168.10.130
Master_User: rep1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000005
Read_Master_Log_Pos: 415
Relay_Log_File: localhost-relay-bin.000008
Relay_Log_Pos: 561
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000005
Slave_IO_Running: YES
Slave_SQL_Running: YES
Replicate_Do_DB:
……………省略若干……………
Master_Server_Id: 1
1 row in set (0.01 sec)
==============================================

其中Slave_IO_Running 与 Slave_SQL_Running 的值都必须为YES，才表明状态正常。

如果主服务器已经存在应用数据，则在进行主从复制时，需要做以下处理：
(1)主数据库进行锁表操作，不让数据再进行写入动作
mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

(2)查看主数据库状态
mysql> show master status;

(3)复制数据文件
将主服务器的数据文件（整个/opt/mysql/data目录）复制到从服务器，建议通过tar归档压缩后再传到从服务器解压。

(4)取消主数据库锁定
mysql> UNLOCK TABLES;

2.3 验证主从复制效果

主服务器上的操作
在主服务器上创建数据库first_db
mysql> create database first_db;
Query Ok, 1 row affected (0.01 sec)

在主服务器上创建表first_tb
mysql> create table first_tb(id int(3),name char(10));
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

在主服务器上的表first_tb中插入记录
mysql> insert into first_tb values (001,’myself’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

在从服务器上查看
mysql> show databases;
=============================
+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| first_db |
| mysql |
| performance_schema |
| test |
+--------------------+
5 rows in set (0.01 sec)
=============================
数据库first_db已经自动生成

mysql> use first_db
Database chaged

mysql> show tables;
=============================
+--------------------+
| Tables_in_first_db |
+--------------------+
| first_tb |
+--------------------+
1 row in set (0.02 sec)
=============================
数据库表first_tb也已经自动创建

mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
记录也已经存在

由此，整个MySQL主从复制的过程就完成了，接下来，我们进行MySQL读写分离的安装与配置。

三、MySQL读写分离
场景描述：
数据库Master主服务器：192.168.10.130
数据库Slave从服务器：192.168.10.131
MySQL-Proxy调度服务器：192.168.10.132

以下操作，均是在192.168.10.132即MySQL-Proxy调度服务器 上进行的。

3.1 MySQL的安装与配置
具体的安装过程与上文相同。

3.2 检查系统所需软件包
通过 rpm -qa | grep name 的方式验证以下软件包是否已全部安装。
gcc* gcc-c++* autoconf* automake* zlib* libxml* ncurses-devel* libmcrypt* libtool* flex* pkgconfig*
libevent* glib*

若缺少相关的软件包，可通过yum -y install方式在线安装，或直接从系统安装光盘中找到并通过rpm -ivh方式安装。

3.3 编译安装lua
MySQL-Proxy的读写分离主要是通过rw-splitting.lua脚本实现的，因此需要安装lua。

lua可通过以下方式获得
从http://www.lua.org/download.html下载源码包

从rpm.pbone.net搜索相关的rpm包
download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/i386/lua-5.1.4-4.el5.i386.rpm
download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/x86_64/lua-5.1.4-4.el5.x86_64.rpm

这里我们建议采用源码包进行安装
cd /opt/install
wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.1.4.tar.gz
tar zvfx lua-5.1.4.tar.gz
cd lua-5.1.4

vi src/Makefile
在 CFLAGS= -O2 -Wall $(MYCFLAGS) 这一行记录里加上-fPIC，更改为 CFLAGS= -O2 -Wall -fPIC $(MYCFLAGS) 来避免编译过程中出现错误。

make linux
make install

cp etc/lua.pc /usr/lib/pkgconfig/
export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/lib/pkgconfig

3.4 安装配置MySQL-Proxy
MySQL-Proxy可通过以下网址获得：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/

推荐采用已经编译好的二进制版本，因为采用源码包进行编译时，最新版的MySQL-Proxy对automake，glib以及libevent的版本都有很高的要求，而这些软件包都是系统的基础套件，不建议强行进行更新。
并且这些已经编译好的二进制版本在解压后都在统一的目录内，因此建议选择以下版本：
32位RHEL5平台：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
64位RHEL5平台：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-64bit.tar.gz

测试平台为RHEL5 32位，因此选择32位的软件包
wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz

tar xzvf mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
mv mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit /opt/mysql-proxy

创建mysql-proxy服务管理脚本
mkdir /opt/mysql-proxy/init.d/

vim mysql-proxy

01 #!/bin/sh
02 #
03 # mysql-proxy This script starts and stops the mysql-proxy daemon
04 #
05 # chkconfig: - 78 30
06 # processname: mysql-proxy
07 # description: mysql-proxy is a proxy daemon to mysql
08
09 # Source function library.
10 . /etc/rc.d/init.d/functions
11
12 #PROXY_PATH=/usr/local/bin
13 PROXY_PATH=/opt/mysql-proxy/bin
14
15 prog="mysql-proxy"
16
17
18 # Source networking configuration.
19 . /etc/sysconfig/network
20
21 # Check that networking is up.
22 [ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0
23
24 # Set default mysql-proxy configuration.
25 #PROXY_OPTIONS="--daemon"
26 PROXY_OPTIONS="--admin-username=root --admin-password=password --proxy-read-only-backend-addresses=192.168.10.131:3306 --proxy-backend-addresses=192.168.10.130:3306  --admin-lua-script=/opt/mysql-proxy/lib/mysql-proxy/lua/admin.lua --proxy-lua-script=/opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua"
27 PROXY_PID=/opt/mysql-proxy/run/mysql-proxy.pid
28
29 # Source mysql-proxy configuration.
30 if [ -f /etc/sysconfig/mysql-proxy ]; then
31         . /etc/sysconfig/mysql-proxy
32 fi
33
34 PATH=$PATH:/usr/bin:/usr/local/bin:$PROXY_PATH
35
36 # By default it's all good
37 RETVAL=0
38
39 # See how we were called.
40 case "$1" in
41   start)
42         # Start daemon.
43         echo -n $"Starting $prog: "
44         $NICELEVEL $PROXY_PATH/mysql-proxy $PROXY_OPTIONS --daemon --pid-file=$PROXY_PID --user=mysql --log-level=warning --log-file=/opt/mysql-proxy/log/mysql-proxy.log
45         RETVAL=$?
46         echo
47         if [ $RETVAL = 0 ]; then
48                 touch /var/lock/subsys/mysql-proxy
49         fi
50        ;;
51   stop)
52         # Stop daemons.
53         echo -n $"Stopping $prog: "
54         killproc $prog
55         RETVAL=$?
56         echo
57         if [ $RETVAL = 0 ]; then
58                 rm -f /var/lock/subsys/mysql-proxy
59                 rm -f $PROXY_PID
60         fi
61        ;;
62   restart)
63         $0 stop
64         sleep 3
65         $0 start
66        ;;
67   condrestart)
68        [ -e /var/lock/subsys/mysql-proxy ] && $0 restart
69       ;;
70   status)
71         status mysql-proxy
72         RETVAL=$?
73        ;;
74   *)
75         echo "Usage: $0 {start|stop|restart|status|condrestart}"
76         RETVAL=1
77        ;;
78 esac
79
80 exit $RETVAL

脚本参数详解：
==============================================
PROXY_PATH=/opt/mysql-proxy/bin //定义mysql-proxy服务二进制文件路径

PROXY_OPTIONS="--admin-username=root \ //定义内部管理服务器账号
--admin-password=password \ //定义内部管理服务器密码
--proxy-read-only-backend-addresses=192.168.10.131:3306 \ //定义后端只读从服务器地址
--proxy-backend-addresses=192.168.10.130:3306 \ //定义后端主服务器地址
--admin-lua-script=/opt/mysql-proxy/lib/mysql-proxy/lua/admin.lua \ //定义lua管理脚本路径
--proxy-lua-script=/opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua" \ //定义lua读写分离脚本路径

PROXY_PID=/opt/mysql-proxy/run/mysql-proxy.pid //定义mysql-proxy PID文件路径

$NICELEVEL $PROXY_PATH/mysql-proxy $PROXY_OPTIONS \
--daemon \ //定义以守护进程模式启动
--keepalive \ //使进程在异常关闭后能够自动恢复
--pid-file=$PROXY_PID \ //定义mysql-proxy PID文件路径
--user=mysql \ //以mysql用户身份启动服务
--log-level=warning \ //定义log日志级别，由高到低分别有(error|warning|info|message|debug)
--log-file=/opt/mysql-proxy/log/mysql-proxy.log //定义log日志文件路径
==============================================

cp mysql-proxy /opt/mysql-proxy/init.d/
chmod +x /opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy

mkdir /opt/mysql-proxy/run
mkdir /opt/mysql-proxy/log

mkdir /opt/mysql-proxy/scripts

配置并使用rw-splitting.lua读写分离脚本
最新的脚本我们可以从最新的mysql-proxy源码包中获取
cd /opt/install

wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1.tar.gz

tar xzvf mysql-proxy-0.8.1.tar.gz
cd mysql-proxy-0.8.1
cp lib/rw-splitting.lua /opt/mysql-proxy/scripts

修改读写分离脚本rw-splitting.lua
修改默认连接，进行快速测试，不修改的话要达到连接数为4时才启用读写分离
vim /opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua
=============================
-- connection pool
if not proxy.global.config.rwsplit then
proxy.global.config.rwsplit = {
min_idle_connections = 1, //默认为4
max_idle_connections = 1, //默认为8
is_debug = false
}
end
=============================

修改完成后，启动mysql-proxy
/opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy start

3.5 测试读写分离效果
创建用于读写分离的数据库连接用户
登陆主数据库服务器192.168.10.130，通过命令行登录管理MySQL服务器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'
mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'proxy1'@'192.168.10.132' IDENTIFIED BY 'password';
由于我们配置了主从复制功能，因此从数据库服务器192.168.10.131上已经同步了此操作。

为了清晰的看到读写分离的效果，需要暂时关闭MySQL主从复制功能
登陆从数据库服务器192.168.10.131，通过命令行登录管理MySQL服务器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

关闭Slave同步进程
mysql> stop slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

连接MySQL-Proxy
/opt/mysql/bin/mysql -uproxy1 -p'password' -P4040 -h192.168.10.132

登陆成功后，在first_db数据的first_tb表中插入两条记录
mysql> use first_db;
Database changed
mysql> insert into first_tb values (007,’first’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into first_tb values (110,’second’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

查询记录
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
通过读操作并没有看到新记录

mysql> quit
退出MySQL-Proxy

下面，分别登陆到主从数据库服务器，对比记录信息
首先，检查主数据库服务器
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
| 007 | first |
+------+------+
| 110 | second |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)
=============================
两条新记录都已经存在

然后，检查从数据库服务器
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
没有新记录存在

由此验证，我们已经实现了MySQL读写分离，目前所有的写操作都全部在Master主服务器上，用来避免数据的不同步；
另外，所有的读操作都分摊给了其它各个Slave从服务器上，用来分担数据库压力。

经验分享：
1.当MySQL主从复制在 show slave status\G 时出现Slave_IO_Running或Slave_SQL_Running 的值不为YES时，需要首先通过 stop slave 来停止从服务器，然后再执行一次本文 2.1与2.2 章节中的步骤即可恢复，但如果想尽可能的同步更多的数据，可以在Slave上将master_log_pos节点的值在之前同步失效的值的基础上增大一些，然后反复测试，直到同步OK。因为MySQL主从复制的原理其实就是从服务器读取主服务器的binlog，然后根据binlog的记录来更新数据库。

2.MySQL-Proxy的rw-splitting.lua脚本在网上有很多版本，但是最准确无误的版本仍然是源码包中所附带的lib/rw-splitting.lua脚本，如果有lua脚本编程基础的话，可以在这个脚本的基础上再进行优化；

3.MySQL-Proxy实际上非常不稳定，在高并发或有错误连接的情况下，进程很容易自动关闭，因此打开--keepalive参数让进程自动恢复是个比较好的办法，但还是不能从根本上解决问题，因此通常最稳妥的做法是在每个从服务器上安装一个MySQL-Proxy供自身使用，虽然比较低效但却能保证稳定性；

4.一主多从的架构并不是最好的架构，通常比较优的做法是通过程序代码和中间件等方面，来规划，比如设置对表数据的自增id值差异增长等方式来实现两个或多个主服务器，但一定要注意保证好这些主服务器数据的完整性，否则效果会比多个一主多从的架构还要差；

5.MySQL-Cluster 的稳定性也不是太好；

6.Amoeba for MySQL 是一款优秀的中间件软件，同样可以实现读写分离，负载均衡等功能，并且稳定性要大大超过MySQL-Proxy，建议大家用来替代MySQL-Proxy，甚至MySQL-Cluster。