MySQL主从同步以及索引的原理

1、主从同步原理

1.1、mysql主从同步（复制）概念

1. 将Mysql某一台主机数据复制到其它主机（slaves）上，并重新执行一遍来实现的。
2. 复制过程中一个服务器充当主服务器，而一个或多个其它服务器充当从服务器。
3. 主服务器将更新写入二进制日志文件，并维护文件的一个索引以跟踪日志循环。
4. 当一个从服务器连接主服务器时，它通知主服务器从服务器在日志中读取的最后一次成功更新的位置。
5. 从服务器接收从那时起发生的任何更新，然后封锁并等待主服务器通知新的更新。
   ** 注意：是二进制日志文件，用于记录mysql的数据更新或者潜在更新(比如DELETE语句执行删除而实际并没有符合条件的数据)**

1.2、Mysql支持哪些复制

6. 基于语句的复制: 在主服务器执行SQL语句，在从服务器执行同样语句。
   注：MySQL默认采用基于语句的复制，效率较高。一旦发现没法精确复制时, 会自动选基于行的复制。
7. 基于行的复制: 把改变的内容复制过去，而不是把命令在从服务器上执行一遍. 从mysql5.0开始支持
8. 混合类型的复制: 默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句的无法精确的复制时，就会采用基于行的复制。

1.3、Mysql主从复制原理

1. master服务器将数据的改变都记录到二进制binlog日志中，只要master上的数据发生改变，则将其改变写入二进制日志；

2. salve服务器会在一定时间间隔内对master二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变，则开始一个I/O Thread请求master二进制事件

3. 同时主节点为每个I/O线程启动一个dump线程，用于向其发送二进制事件，并保存至从节点本地的中继日志中

4. 从节点将启动SQL线程从中继日志中读取二进制日志，在本地重放，使得其数据和主节点的保持一致

5. 最后I/O Thread和SQL Thread将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒。

   需要理解：

   • 从库会生成两个线程,一个I/O线程,一个SQL线程;
   • I/O线程会去请求主库的binlog,并将得到的binlog写到本地的relay-log(中继日志)文件中;
   • 主库会生成一个log dump线程,用来给从库I/O线程传binlog;
   • SQL线程,会读取relay log文件中的日志,并解析成sql语句逐一执行;

1.4、Mysql复制流程图

1. master将操作语句记录到binlog日志中
2. salve服务器会在一定时间间隔内对master二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变
3. salave开启两个线程：IO线程和SQL线程
   1）IO线程：负责读取master的binlog内容到中继日志relay log里；
   2）SQL线程：负责从relay log日志里读出binlog内容，并更新到slave的数据库里（保证数据一致）

2、MySQL索引原理

2.1、MyISAM实现索引

1）、MyISAM实现索引 介绍

1. MyISAM引擎使用B+Tree作为索引结构，叶节点的data域存放的是数据记录的地址。
2. MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引。
3. 如果指定的Key存在，则取出其data域的值，然后以data域的值为地址，读取相应数据记录。
4. MyISAM的索引方式也叫做“非聚集”的，之所以这么称呼是为了与InnoDB的聚集索引区分。

2.2、MyISAM索引的原理图

1. 这里设表一共有三列，假设我们以Col1为主键，则上图是一个MyISAM表的主索引（Primary key）示意。
2. 可以看出MyISAM的索引文件仅仅保存数据记录的地址。

2.2、InnoDB索引实现

1）、InnoDB的数据文件本身就是索引文件

• 从上文知道，MyISAM索引文件和数据文件是分离的，索引文件仅保存数据记录的地址。
• 而在InnoDB中，表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构，这棵树的叶节点data域保存了完整的数据记录。
• 这个索引的key是数据表的主键，因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。

说明：

• 可以看到叶节点包含了完整的数据记录，这种索引叫做聚集索引。
• 因为InnoDB的数据文件本身要按主键聚集，所以InnoDB要求表必须有主键（MyISAM可以没有）
• 如果没有显式指定，则MySQL系统会自动选择一个可以唯一标识数据记录的列作为主键
• 如果不存在这种列，则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段作为主键，这个字段长度为6个字节，类型为长整形。

2）、InnoDB的辅助索引data域存储相应记录主键的值而不是地址

• 换句话说，InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域。
• 这里以英文字符的ASCII码作为比较准则。
• 聚集索引这种实现方式使得按主键的搜索十分高效，但是辅助索引搜索需要检索两遍索引
• 首先检索辅助索引获得主键，然后用主键到主索引中检索获得记录。

3）、为什么不建议使用过长的字段作为主键

• 例如知道了InnoDB的索引实现后，就很容易明白为什么不建议使用过长的字段作为主键
• 因为所有辅助索引都引用主索引，过长的主索引会令辅助索引变得过大。
• 再例如，用非单调的字段作为主键在InnoDB中不是个好主意，因为InnoDB数据文件本身是一颗B+Tree，
• 非单调的主键会造成在插入新记录时数据文件为了维持B+Tree的特性而频繁的分裂调整，十分低效，而使用自增字段作为主键则是一个很好的选择。