MySQL主从复制与读写分离

目录

一、MySQL主从复制与读写分离概念

二、搭建MySQL主从复制

2.1 Mysql主从服务器​

2.2 主服务器的mysql配置

2.3 从服务器的mysql配置

 2.4 验证主从复制效果

三、MySQL主从复制的几个同步模式

主数据库配置

从数据库配置

五、MySQL主从复制延迟

六、搭建 MySQL 读写分离

       安装 Java 环境

​      安装 Amoeba软件

​      在主从服务器的mysql上授权

配置 Amoeba读写分离，两个 Slave 读负载均衡

修改amoeba配置文件

修改数据库配置文件

 测试读写分离

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一、MySQL主从复制与读写分离概念

1、什么是读写分离? 读写分离，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。

2、为什么要读写分离呢? 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。

3、什么时候要读写分离? 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。

4、主从复制与读写分离 在实际的生产环境中，对数据库的读和写都在同一个数据库服务器中，是不能满足实际需求的。无论是在安全性、高可用性还是高并发等各个方面都是完全不能满足实际需求的。因此，通过主从复制的方式来同步数据，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。

5、mysq支持的复制类型

(1) STATEMENT: 基于语句的复制。在服务器上执行sql语句，在从服务器上执行同样的语句，mysql默 认采用基于语句的复制，执行效率高。

(2)ROW: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。

(3) MIXED: 混合类型的复制。默认采用基于语句的复制，一 旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制。

6、主从复制的工作过程

(1) Master 节点将数据的改变记录成二进制日志(bin log)，当Master. 上的数据发生改变时，则将其改变写入二进制日志中。

(2) Slave节点会在一定时 间间隔内对Master的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/0线程请求Master的二进制事件。

(3)同时Master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Slave节点本地的中继日志( Relaylog) 中，Slave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，即解析成sql 语句逐一 执行，使得其数据和Master节点的保持一致，最后I/0线程和SQL线程将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒。

 

注:

●中继日志通常会位于os缓存中，所以中继日志的开销很小。

●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。

二、搭建MySQL主从复制

2.1 Mysql主从服务器

##主服务器设置##
yum install ntp -y

vim /etc/ntp. conf
--末尾添加--
server 127.127.80.0           #设置本地是时钟源，注意修改网段
fudge 127.127.80.0 stratum 8               #设置时间层级为8 ( 限制在15内)

service ntpd start

##从服务器设置##
yum install ntp ntpdate -Y .
service ntpd start
/usr/sbin/ntpdate 192.168.80.10          #进行时间同步

crontab -e
*/30****/usr/sbin/ntpdate 192.168.80.10

 网段为130

 

 

 从服务器设置

 

 查询   可见 主从时间已同步

 

 

  

2.2 主服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 11
log-bin=mysql-bin  #添加，主服务器开启二进制日志
binlog_ format = MIXED
log-slave -updates=true      #添加，允许slave从master复制数据时可以写入到自己的二进制日志
expire_ logs_ days = 7        #设置二进制日志文件过期时间，默认值为0，表示logs不过 期
max_ binlog_ size = 500M         #设置二进制日志限制大小，如果超出给定值，日志就会发生滚动，默认值是1GB

systemctl restart mysqld

mysql -uroot -pabc123
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.80.8' IDENTIFIED BY '123456';     #给从服务器授权
FLUSH PRIVILEGES;

show master status ;
//如显示以下
| File| Position | Binlog_ _Do_ _DB | Binlog_ Ignore_ DB I
----+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000002 I   339 |

----+----------+--------------+------------------+

1 row in set (0.00 sec)

File 列显示日志名，Position 列显示偏移量

 

 

 File 列显示日志名，Position 列显示偏移量

2.3 从服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 22         #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-log-index=slave-relay-bin.index         #添加，定义中继日志文件的位置和名称，一般 和relay-log在同一目录
relay_1og_recovery = 1      #选配项

#当slave从库宕机后，假如relay-log 损坏了，导致一部分中继日志没有处理，则自动放弃所有未执行的relay-log， 并且重新从master. 上获取日志，这样就保证了relay-log 的完整性。默认情况下该功能是关闭的，将relay_ 1og_ recovery 的值设置为1时，可在slave从库上开启该功能，建议开启。

systemctl restart mysqld

mysql -u root -pabc123
CHANGE master to
master_ host='192.168.80.10' , master_ _user= ' myslave' , master_ _password=' 123456' , master_ 1og_ file=' mysql-bin.000002' , master_ _log_
pos=339;    #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

 

 

 

从 2

 

 

 

 

#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

 2.4 验证主从复制效果

主服务器上进入执行 create database test

 

 

三、MySQL主从复制的几个同步模式

异步复制（Asynchronous replication）

MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。
 

全同步复制（Fully synchronous replication）

指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。
 

半同步复制（Semisynchronous replication）

介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

主数据库配置

vim /etc/my.cnf				#在[mysqld]区域添加下面内容
......
plugin-load=rpl_semi_sync_master=semisync_master.so			#加载mysql半同步复制的插件
rpl_semi_sync_master_enabled=ON								#或者设置为"1"，即开启半同步复制功能
rpl-semi-sync-master-timeout=1000							#超时时间为1000ms，即1s

systemctl restart mysqld

从数据库配置

vim /etc/my.cnf	
......
plugin-load=rpl_semi_sync_slave=semisync_slave.so
rpl_semi_sync_slave_enabled=ON

systemctl restart mysqld

#------查看半同步是否在运行------
#主数据库执行
show status like 'Rpl_semi_sync_master_status';
show variables like 'rpl_semi_sync_master_timeout';

#从数据库执行（此时可能还是OFF状态，需要在下一步重启IO线程后，从库半同步状态才会为ON）
show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status';

#重启从数据库上的IO线程
STOP SLAVE IO_THREAD;
START SLAVE IO_THREAD;

#在主库查询半同步状态
show status like '%Rpl_semi%';	

参数说明：
Rpl_semi_sync_master_clients              		#半同步复制客户端的个数
Rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time    		#平均等待时间（默认毫秒）
Rpl_semi_sync_master_net_wait_time        		#总共等待时间
Rpl_semi_sync_master_net_waits            		#等待次数
Rpl_semi_sync_master_no_times             		#关闭半同步复制的次数
Rpl_semi_sync_master_no_tx                		#表示没有成功接收slave提交的次数
Rpl_semi_sync_master_status               		#表示当前是异步模式还是半同步模式，on为半同步
Rpl_semi_sync_master_timefunc_failures    		#调用时间函数失败的次数
Rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time     		#事物的平均传输时间
Rpl_semi_sync_master_tx_wait_time         		#事物的总共传输时间
Rpl_semi_sync_master_tx_waits             		#事物等待次数
Rpl_semi_sync_master_wait_pos_backtraverse		#可以理解为"后来的先到了，而先来的还没有到的次数"
Rpl_semi_sync_master_wait_sessions        		#当前有多少个session因为slave的回复而造成等待
Rpl_semi_sync_master_yes_tx               		#成功接受到slave事物回复的次数

当半同步复制发生超时（由rpl_semi_sync_master_timeout参数控制，默认为10000ms，即10s），会暂时关闭半同步复制，转而使用异步复制，也就是会自动降为异步工作。

当 master dump 线程发送完一个事务的所有事件之后，如果在 rpl_semi_sync_master_timeout 内，收到了从库的响应， 则主从又重新恢复为半同步复制。

注：

在一主多从的架构中，如果要开启半同步复制，并不要求所有的从都是半同步复制。

MySQL 5.7极大的提升了半同步复制的性能。

5.6 版本的半同步复制，dump thread 承担了两份不同且又十分频繁的任务：传送binlog 给 slave ，还需要等待 slave 反馈信息，而且这两个任务是串行的，dump thread 必须等待 slave 返回之后才会传送下一个 events 事务。dump thread 已然成为整个半同步提高性能的瓶颈。在高并发业务场景下，这样的机制会影响数据库整体的系统吞吐量(TPS)。

5.7 版本的半同步复制中，独立出一个 ack collector thread ，专门用于接收 slave 的反馈信息。这样 master 上有两个线程独立工作，可以同时发送 binlog 到 slave ，和接收 slave 的反馈。
 

五、MySQL主从复制延迟

1、master服 务器高并发，形成大量事务 2、网络延迟 3、主从硬件设备导致 cpu主频、内存io、硬盘io . 4、是同步复制、而是异步复制 从库优化Mysql参数。比如增大innodb_ buffer_ pool_ size， 让更多操作在Mysql内存中完成，减少磁盘操作。

5、从库使用高性能主机。包括cpu强悍、内存加天。避免使用虚拟云主机，使用物理主机，这样提升了i/o方面性。

6、从库使用SSD磁盘 网络优化，避免跨机房实现同步

7、MySQL读写分离原理 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操作，而从数据库处理select查询。数据库复制被用来把主数据库上事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

8、目前较为常见的MySQL读写分离分为以下两种: 1)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。

2)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。

(1) MySQL- Proxy。 MySQL-Proxy 为MySQL开源项目，通过其自带的lua脚本进行SQL判断。

(2) 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-proxy 0.8.2版本的基础上，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mysq1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。

(3) 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

mycat 也是一个中间件

由于使用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。这对于并不熟悉MySQL Proxy内置变量和MySQLProtocol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。

Master 服务器: 192.168.80.10         mysq15.7
Slave1 服务器: 192.168.80.11          mysq15.7
Slave2 服务器: 192.168.80.12          mysq15.7
Amoeba服务器: 192.168.80.20          jdk1.6、Amoeba
客户端服务器: 192.168.80.30           mysql

六、搭建 MySQL 读写分离

Amoeba服务器：192.168.130.150

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。
将jdk-6u14-linux-x64.bin 和 amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz.0 上传到/opt目录下。

cd /opt/
cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/

cd /usr/local/
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin
./jdk-6u14-linux-x64.bin
按空格到最后一行
按yes，按enter

mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$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 /opt/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

 

在主从服务器的mysql上授权

Master服务器：192.168.130.120
Slave1服务器：192.168.130.30
Slave2服务器：192.168.130.20

先在Master、Slave1、Slave2 的mysql上开放权限给 Amoeba 访问

grant all on *.* to 'test'@'192.168.80.%' identified by 'abc123';

 

 

配置 Amoeba读写分离，两个 Slave 读负载均衡

Amoeba服务器：192.168.130.150

修改amoeba配置文件

cd /usr/local/amoeba/conf/

cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
vim amoeba.xml           #修改amoeba配置文件
#---------30修改------------------------------
amoeba
#---------32修改------------------------------
123456
#---------115修改-----------------------------
master
#---------117去掉注释–------------------------
master
slaves

 

修改数据库配置文件

cp dbServers.xml dbServers.xml.bak

vim dbServers.xml
#---------23注释掉--------------------------------------
作用：默认进入test库 以防mysql中没有test库时，会报错

#---------26修改-----------------------------------------

test
#---------28-30去掉注释----------------------------------
abc123
#---------45修改，设置主服务器的名Master------------------

#---------48修改，设置主服务器的地址----------------------
192.168.163.11
#---------52修改，设置从服务器的名slave1-----------------

#---------55修改，设置从服务器1的地址---------------------
192.168.163.12
#---------58复制上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址---

192.168.163.13
#---------修改后的65或66修改-------------------------------------

#---------71修改----------------------------------------
slave1,slave2

/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

 

 

 

 

 

 后面加&表示后台运行

 查看默认TCP端口8066已开启

 测试读写分离

使用yum快速安装MySQL虚拟客户端

yum install -y mysql mysql-server

mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.80.21 -P8066

 

 通过amoeba服务器代理访问mysql ，在通过客户端连接mysql后写入的数据只有主服务会记录，然后同步给从服务器

主服务器上

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

 两台从服务器上

stop slave;			#关闭同步
use test;

在slave1上

insert into test values('1','slave1','this_is_slave1');

 在slave2上

insert into test values('2','slave2','this_is_slave2');

 在主服务器上

insert into test values('3','master','this_is_master');

 

在客户端服务器上

use test;
select * from test;		//客户端会分别向slave1和slave2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','client','this_is_client');		//只有主服务器上有此数据

 

 

 

再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;