mysql主从同步原理与实战

1、什么是mysql主从同步？

当master(主)库的数据发生变化的时候，变化会实时的同步到slave(从)库。

2、主从同步有什么好处？

• 水平扩展数据库的负载能力。
• 容错，高可用。Failover(失败切换)/High Availability
• 数据备份。

3、主从同步的原理是什么？

首先我们来了解master-slave的体系结构。

如下图：

不管是delete、update、insert，还是创建函数、存储过程，所有的操作都在master上。当master有操作的时候,slave会快速的接收到这些操作，从而做同步。

但是，这个机制是怎么实现的呢？

在master机器上，主从同步事件会被写到特殊的log文件中(binary-log);在slave机器上，slave读取主从同步事件，并根据读取的事件变化，在slave库上做相应的更改。

如此，就实现了主从同步了！

下面我们来详细的了解。

3.1主从同步事件有哪些

上面说到：

在master机器上，主从同步事件会被写到特殊的log文件中(binary-log);

主从同步事件有3种形式:statement、row、mixed。

1. statement：会将对数据库操作的sql语句写入到binlog中。
2. row：会将每一条数据的变化写入到binlog中。
3. mixed：statement与row的混合。Mysql决定什么时候写statement格式的，什么时候写row格式的binlog。

3.2在master机器上的操作

当master上的数据发生改变的时候，该事件(insert、update、delete)变化会按照顺序写入到binlog中。

binlog dump线程

当slave连接到master的时候，master机器会为slave开启binlog dump线程。当master 的 binlog发生变化的时候，binlog dump线程会通知slave，并将相应的binlog内容发送给slave。

3.3在slave机器上的操作

当主从同步开启的时候，slave上会创建2个线程。

• I/O线程。该线程连接到master机器，master机器上的binlog dump线程会将binlog的内容发送给该I/O线程。该I/O线程接收到binlog内容后，再将内容写入到本地的relay log。
• SQL线程。该线程读取I/O线程写入的relay log。并且根据relay log的内容对slave数据库做相应的操作。

3.4如何在master、slave上查看上述的线程？

使用SHOW PROCESSLIST命令可以查看。

如图，在master机器上查看binlog dump线程。

如图，在slave机器上查看I/O、SQL线程。

4、讲了这么多，一图以蔽之

1、Introduction

之前写过一篇文章：Mysql主从同步的原理。

相信看过这篇文章的童鞋，都摩拳擦掌，跃跃一试了吧？

今天我们就来一次mysql主从同步实战！

2、环境说明

os:ubuntu16.04

mysql:5.7.17

下面的实战演练，都是基于上面的环境。当然，其他环境也大同小异。

3、进入实战

工具

2台机器：

master IP:192.168.33.22

slave  IP:192.168.33.33

master机器上的操作

1、更改配置文件

我们找到文件 /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf。

配置如下：

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bind-address = 192.168.33.22 #your master ip server-id = 1 #在master-slave架构中，每台机器节点都需要有唯一的server-id log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log #开启binlog

2、重启mysql，以使配置文件生效。

?

1	sudo systemctl restart mysql

3、创建主从同步的mysql user。

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$ mysql -u root -p Password:   ##创建slave1用户，并指定该用户只能在主机192.168.33.33上登录。 mysql> CREATE USER 'slave1'@'192.168.33.33' IDENTIFIED BY 'slavepass'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   ##为slave1赋予REPLICATION SLAVE权限。 mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'192.168.33.33'; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

4、为MYSQL加读锁

为了主库与从库的数据保持一致，我们先为mysql加入读锁，使其变为只读。

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1 2	mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

5、记录下来MASTER REPLICATION LOG 的位置

该信息稍后会用到。

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mysql> SHOW MASTER STATUS; +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | File    | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | mysql-bin.000001 |  613 |    |     |     | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

6、将master DB中现有的数据信息导出

?

1	$ mysqldump -u root -p --all-databases --master-data > dbdump.sql

7、接触master DB的读锁

?

1	mysql> UNLOCK TABLES;

8、将步骤6中的dbdump.sql文件copy到slave

?

1	scp dbdump.sql [email protected]:/home/ubuntu

slave机器上的操作

1、更改配置文件

我们找到文件 /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf。

更改配置如下：

?

1 2 3

bind-address = 192.168.33.33 #your slave ip server-id = 2 #master-slave结构中，唯一的server-id log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log #开启binlog

2、重启mysql，以使配置文件生效

?

1	sudo systemctl restart mysql

3、导入从master DB。 导出的dbdump.sql文件，以使master-slave数据一致

?

1	$ mysql -u root -p < /home/ubuntu/dbdump.sql

4、使slave与master建立连接，从而同步

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$ mysql -u root -p Password:   mysql> STOP SLAVE; Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec)   mysql> CHANGE MASTER TO  -> MASTER_HOST='192.168.33.22',  -> MASTER_USER='slave1',  -> MASTER_PASSWORD='slavepass',  -> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',  -> MASTER_LOG_POS=613; Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.01 sec)   mysql> START SLAVE; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001'与MASTER_LOG_POS=613的值，是从上面的 SHOW MASTER STATUS 得到的。

mysql 主从复制原理

主从形式

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mysql主从复制 灵活

• 一主一从
• 主主复制
• 一主多从---扩展系统读取的性能，因为读是在从库读取的；
• 多主一从---5.7开始支持
• 联级复制---

 

 

用途及条件

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mysql主从复制用途

• 实时灾备，用于故障切换
• 读写分离，提供查询服务
• 备份，避免影响业务

 

主从部署必要条件：

• 主库开启binlog日志（设置log-bin参数）
• 主从server-id不同
• 从库服务器能连通主库

 

主从原理

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mysql主从复制原理

 

 

从库生成两个线程，一个I/O线程，一个SQL线程；

 

i/o线程去请求主库 的binlog，并将得到的binlog日志写到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，并解析成具体操作，来实现主从的操作一致，而最终数据一致；

 

问题及解决方法

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mysql主从复制存在的问题：

• 主库宕机后，数据可能丢失
• 从库只有一个sql Thread，主库写压力大，复制很可能延时

 

解决方法：

• 半同步复制---解决数据丢失的问题
• 并行复制----解决从库复制延迟的问题

 

半同步复制

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mysql semi-sync（半同步复制）

半同步复制：

• 5.5集成到mysql，以插件的形式存在，需要单独安装
• 确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
• 不保证从库应用完这个事务的binlog
• 性能有一定的降低，响应时间会更长
• 网络异常或从库宕机，卡主主库，直到超时或从库恢复

 

主从复制--异步复制原理

 

半同步复制原理：

 

 

并行复制

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mysql并行复制

• 社区版5.6中新增
• 并行是指从库多线程apply binlog
• 库级别并行应用binlog，同一个库数据更改还是串行的(5.7版并行复制基于事务组)

设置

set global slave_parallel_workers=10;

设置sql线程数为10

 

 

其他

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部分数据复制

主库添加参数：

binlog_do_db=db1
binlog_ignore_db=db1
binlog_ignore_db=db2

或从库添加参数

replicate_do_db=db1
replicate_ignore_db=db1
replicate_do_table=db1.t1
replicate_wild_do_table=db%.%
replicate_wild_ignore_table=db1.%

 

联级复制（常用）

A->B->C

B中添加参数：

log_slave_updates
B将把A的binlog记录到自己的binlog日志中

 

复制的监控：

show  slave status \G

 

复制出错处理

常见：1062（主键冲突），1032（记录不存在）

解决：

• 手动处理
• 跳过复制错误：set global sql_slave_skip_counter=1

 

 

 

总结

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• 主从形式
• • 一主一从
  • 一主多从--扩展系统读取性能
  • 多主一从--5.7开始支持
  • 主主复制
  • 联级复制
• 用途：实时灾备的故障切换，读写分离，备份
• 原理
• • 主：log dump线程传binlog；
  • 从
  • • i/o线程接受读取binlog，并写入relay log文件
    • sql线程从relay log 文件中读取binlog并持久化
• 问题及解决
• • 主库宕机后，数据丢失
  • • 半同步复制
  • 主库写压力大，因从库只有一个sql 线程来持久化，复制可能延迟
  • • 并行复制
• 半同步复制：
• • 原理
  • • 事务在主库写完binlog后需要从库返回一个已接受，才放回给客户端；
  • 5.5集成到mysql，以插件的形式存在，需要单独安装
  • 确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
  • 不保证从库应用完成这个事务的binlog
  • 性能有一定的降低
  • 网络异常或从库宕机，卡主库，直到超时或从库恢复
• 并行复制
• • 原理：从库多线程apply binlog
  • 在社区5.6中新增
  • 库级别并行应用binlog，同一个库数据更改还是串行的
  • 5.7版本并行复制基于事务组
• 部分数据复制
• 联级复制（常用）
• • A->B->C
  • B中添加参数log_slave_updates
  • B将把A的binlog记录到自己的binlog日志中
• 复制的监控
• • show slave status
• 复制出错处理
• • 常见：1062（主键冲突），1032（记录不存在）
  • 解决：
  • • 手动处理
    • 跳过复制错误：set global sql_slave_skip_counter=1
• mysql主从复制是mysql高可用性，高性能（负载均衡）的基础
• 简单，灵活，部署方式多样，可以根据不同业务场景部署不同复制结构
• 复制过程中应该时刻监控复制状态，复制出错或延时可能给系统造成影响
• mysql主从复制目前也存在一些问题，可以根据需要部署复制增强功能

参考文献：

【1】Mysql主从同步的实现原理

【2】详解Mysql主从同步配置实战

【3】mysql 主从复制原理