MySQL主从复制与读写分离（图文详解）

在企业实际应用中，成熟的业务通常数据量都比较大，而单台MySQL服务器在安全性、高可用性和高并发方面都无法满足实际的需求，我们可以在多台MySQL服务器（Master-Slave）部署 主从复制来实现同步数据，再通过 读写分离来提升数据库的并发负载能力。有点类似于rsync，但是不同的是rsync是对磁盘文件做备份，而mysql主从复制是对数据库中的数据、语句做备份。

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一、相关概述

主从复制：主数据库（Master）发送更新事件到从数据库（Slave），从数据库读取更新记录，并执行更新记录，使得从数据库的内容与主数据库保持一致。

MySQL 支持的复制类型

• 基于语句的复制（STATEMENT）。在主库上执行的 SQL 语句，在从库上执行同样的语句。MySQL 默认采用基于语句的复制，效率比较高。
• 基于行的复制（ROW）。把改变的内容复制过去，而不是把命令在从库上执行一遍。
• 混合类型的复制（MIXED）。默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制。

MySQL主从复制的工作过程

如图所示：

• MySQL主库上进行的增、删、改的数据更新，都会按顺序写入到自己的二进制日志（Binary log）当中
• 然后MySQL从库开始一个I/O线程连接主库，读取主库的二进制日志，备份到从服务器的中继日志（Relay log）当中。如果已经跟上主库，它会睡眠并等待Master 产生新的事件，I/O线程将这些事件写入中继日志
• 然后从库打开SQL线程，SQL线程读取I/O线程写入的中继日志，并且根据中继日志的内容更新从库的数据，使其与主库中的数据一致
  复制过程有一个很重要的限制，即复制在 Slave 上是串行化的，也就是说Master 上的并行更新操作不能在 Slave 上并行操作

读写分离：读写分离就是只在主服务器上写，只在从服务器上读。基本的原理是让主数据库处理事务性增、改、删操作（INSERT、UPDATE、DELETE)，而从数据库处理SELECT查询操作。数据库复制被用来把事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

读写分离的意义

• 因为数据库的"写"(写10000条数据可能要3分钟）操作是比较耗时的。
• 但是数据库的"读"(读10000条数据可能只要5秒钟)。
• 所以读写分离，解决的是，数据库的写入，影响了查询的效率

何时需要进行读写分离

• 数据库不一定要读写分离，如果程序使用数据库较多时，而更新少，查询多的情况下会考虑使用。利用数据库主从同步，再通过读写分离可以分担数据库压力，提高性能。

目前较为常见的两种MySQL读写分离

基于程序代码内部实现

• 在代码中根据 select、insert 进行路由分类，这类方法也是目前生产环境应用最广泛的。
• 优点是性能较好，因为在程序代码中实现，不需要增加额外的设备为硬件开支;缺点是需要开发人员来实现，运维人员无从下手。
• 但是并不是所有的应用都适合在程序代码中实现读写分离，像一些大型复杂的Java应用，如果在程序代码中实现读写分离对代码改动就较大。

基于中间代理层实现
代理一般位于客户端和服务器之间，代理服务器接到客户端请求后通过判断后转发到后端数据库，有以下代表性程序。

• MySQL-Proxy。MySQL-Proxy为 MySQL开源项目，通过其自带的 lua 脚本进行SQL判断。
• Atlas。是由奇虎360的web平台部基础架构团队开发维护的一个基于MySQL协议的数据中间层项目。它是在mysql-proxy0.8.2版本的基列础上，对其进行了优化，增加了一些新的功能特性。360内部使用Atlas运行的 mysql 业务，每天承载的读写请求数达几十亿条。支持事物以及存储过程。
• Amoeba。由陈思儒开发，作者曾就职于阿里巴巴。该程序由Java语言进行开发，阿里巴巴将其用于生产环境。但是它不支持事务和存储过程。

使用MySQL Proxy 需要写大量的Lua脚本，这些Lua并不是现成的，而是需要自己去写。这对于并不热悉MySQL Proxy 内置变量和MySQL Protocol 的人来说是非常困难的。
Amoeba是一个非常容易使用、可移植性非常强的软件。因此它在生产环境中被广泛应用于数据库的代理层。

二、MySQL主从复制和读写分离实验

Master 服务器	192.168.153.60	mysq15.7
Slave1 服务器	192.168.153.50	mysq15.7
Slave2 服务器	192.168.153.40	mysq15.7
Amoeba 服务器	192.168.153.30	jdk1.6、Amoeba
客户端 服务器	192.168.153.20	\

关闭防护墙及安全机制

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2.1 搭建MysQL主从复制

MySQL主从服务器时间同步

主服务器设置（192.168.153.60）

yum install -y ntp 

vim /etc/ntp.conf
--本尾添加--
server 127.127.153.0            #设置本地是时钟源,注意修改网段
fudge 127.127.1530.0 stratun 8   #设置时间层级为8（限制在15内)

systemctl start ntpd

从服务器设置（192.168.153.50 192.168.153.40）

yum install -y ntp ntpdate

systemctl start ntpd
/usr/sbin/ntpdate 192.168.153.10         #进行时间同步

crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.153.10

服务器的mysql配置

主服务器设置（192.168.153.60）

vim /etc/my.cnf
server-id = 11              
log-bin=master-bin           #添加，主服务器开启二进制日志
log-slave-updates=true       #添加，允许从服务器更新二进制日志

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p123456
GRANT REPLLCATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.153.%' IDENTIFIED BY '123456';   #给从服务器授权
FLUSH PRIVILEGES;

show master status;
//如显示以下 
+-----+----------+
|File | Position |
+-----+----------+
|日志名|  偏移量   |
+-----+----------+

从服务器设置（192.168.153.50 192.168.153.40）

vim /etc/my.cnf
server-id = 2                           #修改，注意id与Master的不同，两个Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin                 #添加，开启中继日志，从主服务器上同步日志文件记录到本地
relay-1og-index=slave-relay-bin.index   #添加，定义中继日志文件的位置和名称

systemctl restart mysq1d

mysql -u root - p123456
change master to master_host='192.168.153.60',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=1054;
     #配置同步，注意master_log_file 和master_log_pos的值要与Master查询的一致
	 
start slave;                     #启动同步，如有报错执行reset slave;
show slave status\G;             #查看Slave 状态
//确保 IO 和 SQL 线程都是Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running:Yes            #负责与主机的io通信
Slave_SQL_Running:Yes           #负责自己的slave mysql进程

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#一般 Slave_IO_Running: No的可能性:
1、网络不通
2、my.cnf配置有问题
3、密码、file文件名、pos偏移量不对
4、防火墙没有关闭

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验证主从复制效果

2.2 搭建MySQL读写分离

Amoeba服务器配置

Amoeba服务器（192.168.153.30）
安装Java 环境
因为Amoeba 基于是jdk1.5 开发的，所以官方推荐使用jdk1.5或1.6版本，高版本不建议使用。

cd /opt/
#将jdk-6u14-linux-x64.bin 和 amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz上传到/opt目录下

cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/
cd /usr/local/
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin
./jdk-6u14-linux-x64.bin
//按yes，按enter

mv jdk1.6.0_14/ /usr/1ocal/jdk1.6

vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=SCLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/bin/:$PATH:$HOME/bin
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

source /etc/profile
java -version

安装Amoeba软件

mkdir /usr/local/amoeba
tar zxvf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/
/usr/local/amoeba/bin/amoeba
//如显示amoeba start|stop说明安装成功

配置Amoeba读写分离，两个Slave读负载均衡

先在Master、Slavel、 Slave2 的mysql 上开放权限给Amoeba 访问

grant all on *.* to test@'192.168.153.%' identified by '123.com';

回到amoeba服务器配置amoeba服务

cd /usr/local/amoeba/conf/

cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
vim amoeba.xml                   #修改amoeba配置文件

amoeba          #30行修改

123456      #32行修改

master   #115行修改

master     #117行去掉注释
slaves

cp dbServers.xml dbServers.xml.bak
vim dbservers.xml                     #修改数据库配置文件

      #23行,注释掉   作用: 默认进入test库以防mysql 中没有test库时，会报错

test                  #26行，修改

123.com           #28-30行，去掉注释

      #45行，修改，设置主服务器的名Master

192.168.153.60  #48行，修改，设置主服务器的地址

      #52行，修改，设置从服务器的名slave1

192.168.153.50   #55行，修改，设置从服务器1的地址

      #59行，复制上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址
192.168.153.40

                #65行，修改

slave1,slave2    #71行，修改


/usr/local/amoeba/bin/amoeba start&      #启动Amoeba软件，按ctrl+c 返回
netstat -anpt | grep java               #查看8066端口是否开启，默认端口为TCP 8066

测试读写分离

在客户端服务器上测试

mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.153.30 -P8066
//通过amoeba服务器代理访问mysql，在通过客户端连接mysq1后写入的数据只有主服务会记录，然后同步给从从服务器

在主服务器上

use TEST01;
create table test (id int(10),name varchar(10),address varchar (20));

在两台从服务器上

stop slave;                                    #关闭同步
use TEST01;
//在slave1上:
insert into test values('1','zhangsan','this_is_slave1') ;

//在slave2上:
insert into test values('2','lisi','this_is_slave2');

//在主服务器上:
insert into test values('3','wangwu','this_is_master');

//在客户端服务器上:
use TEST01;
select * from test;    //客户端会分别向slave1和s1ave2读取数据，显示的只有在两个从服务器上添加的数据，没有在主服务器上添加的数据

insert into test values('4','qianqi','this_is_master');   //只有主服务器上有此数据

//在两个从服务器上执行 start slave;即可实现同步在主服务器上添加的数据
start slave;