MySQL主从复制、读写分离

一、MySQL主从复制与读写分离

1.1 MySQL主从复制原理

在每个事务更新数据完成之前，Master 在二进制日志(Binary loq)记录这些改变。写入二进制日志完成后，Master通知存储引擎提交事务。
slave 将Master的复制到其中继日志(Relay log)。首先salave开始一个工作线程(I/0) ，I/0线程在Master上打开一个普通的连接，然后开始Binlog dump process. Binlog. dump process 从Master的二进制日志中读取事件，如果已经跟上Master,它会睡眠并等待Master产生新的事件，I/0线程将这些事件写入中继日志。
SQL slave. thread ( SQL从线程)处理该过程的最后一步，SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新slave数据，使其与Master 中的数据一致，只要该线程与I/O 线程保持一致，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。

1.2主从复制类型

基于语句的复制
基于行的复制
混合类型的复制

1.3MySQL主从复制方式

异步复制
默认同步方式是异步复制。主库将更新写入Binlog日志文件后，不需要等待数据更新是否已经复制到库中，就可以继续处理更多的请求。Master将事件写入Binlog，但并不知道Slave是否或何时已经接收并且已经处理。在异步复制的机制的情况下，如果Master宕机，事物在Master上已经提交，但可能这些事物没有传到任何Slave上。假设有Master—》Salve故障转移的机制，此时Slave也可能会丢失事物。MySQL复制默认是异步复制，异步复制提供了最佳性能。

同步复制
主库将更新写入Binlog日志文件后，需要等待数据更新已经复制到从库中，并且已经在从库执行成功，然后才能返回继续处理其他的请求。同步复制提供了最佳安全性，保证数据安全，数据不会丢失，但对性能有一定影响

半同步复制
主库提交更新写入二进制日志文件后，等待数据更新写入了从服务器中继日志中，然后才能再继续处理其它请求。该功能确保至少有1个从库接收完主库传递过来的binlog内容已经写入到自己的relay log里面了，才会通知主库上面的等待线程，该操作完毕。
半同步复制，是最佳安全性与最佳性能之间的一个折中。
MySQL 5.5版本之后引入了半同步复制功能，主从服务器必须安装半同步复制插件，才能开启该复制功能。如果等待超时，超过rpl_semi_sync_master_timeout参数设置时间（默认值为10000，表示10秒），则关闭半同步复制，并自动转换为异步复制模式。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增强半同步复制。
ACK (Acknowledge character）即是确认字符。

二、主从复制服务搭建

2.1主从服务器时间同步

主服务器时间同步

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装时间同步软件
yum install ntp -y
#编辑配置文件
vim /etc/ntp.conf
#在最后添加如下配置
server 127.127.48.0 
#设置本地是时钟源    
fudge 127.127.48.0 stratum 8
#网段固定格式127.127.+自己的网段号，stratum时间层级为8（限制在15内）
#启动服务
systemctl start ntpd

更改ntp配置文件


从服务器时间同步设置

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#安装时间同步软件
yum install ntpdate -y
#进行时间同步
/usr/sbin/ntpdate 192.168.48.11
#添加周期性计划，定期同步时间
crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.48.11

设置主服务器时间

同步从服务器时间，看是否同步

2.2主服务器配置

vim /etc/my.cnf
#添加如下配置
server-id = 1
log-bin=master-bin     #添加主服务器
binglog_format = MIXED #开启二进日志
log-slave-updates=true #允许slave从master复制数据时可以写入到自己的二进制日志
#重启服务
systemctl restart mysqld

server-id = 1
log-bin=master-bin
binglog_format = MIXED
log-slave-updates=true

在/etc/my.cnf文件中的mysqld模块中添加如下内容

重启服务
systemctl restart mysqld

进入MySQL对从服务器进行授权
GRANT REPLICATION SLAVE ON . TO ‘myslave1’@‘192.168.48.%’ IDENTIFIED BY ‘123456’;

2.3从服务器配置

编辑配置文件

vim /etc/my.cnf
#添加配置如下
server-id = 2   #id号与主不能一样
relay-log=relay-log-bin  #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 #定义中继日志文件的位置和名称
relay_log_recovery = 1   #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

#重启服务
systemctl restart mysqld

server-id = 2
relay-log=relay-log-bin
relay-log-index=slave-relay-bin.index
relay_log_recovery = 1

重启服务
systemctl restart mysqld

change master to master_host='192.168.48.11',master_user='myslave1',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=902;
#启动slave服务
start slave；
#查看slave状态
show slave status\G

slave2：192.168.48.15服务器配置与slave1一样，注意server-id值不能相同

2.4验证主从同步

#在主服务器上创一个库
create database slave_test；
#在从服务器查看
show databases；

三.MySQL读写分离

3.1为什么要读写分离

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。

3.2为什么要读写分离

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。

3.3主从复制、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。

3.4MySQL读写分离方法

3.4.1 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。

3.4.2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：MySQL-Proxy、Amoeba、MyCat

3.4.3Amoeba

读取请求发送给从服务器是，采用轮询调度算法
amoeba使用的java语言编写，配置文件为xml
amoeba主要负责对外的一个代理IP
访问这个IP时，发送的请求为“写”请求，则会转给主服务器
当发送的请求为读时，会通过调度转发给从服务器，使用轮询算法，轮流分配给两台从服务器
amoeba可以视为调度器，如果主服务器挂掉（单点故障），则会有MHA解决这个问题

四.读写分离服务部署

4.1Ameoba服务搭建

4.1.1JDK环境安装

JDK环境安装
Ameoba服务是基于jdk1.5开发的，所以要使用jdk1.5或1.6的版本，不建议使用高版本

1.上传jdk包并安装jdk
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin  //bin包需要执行权限
./jdk-6u14-linux-x64.bin         //安装jdk
2.更改/etc/profile环境变量
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:$HOME/bin
//下面两条是配置amoeba服务的，一起写入
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin
3.刷新环境变量
source /etc/profile
java -version   //查看JAVA版本

安装JDK

更改JDK名称

更改环境变量
刷新，并查看JAVA版本
source /etc/profile

4.1.2Ameoba服务安装

cd /opt/     #切换目录
mkdir /usr/local/amoeba   #创建安装目录
tar xf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/  #解压到指定的安装目录
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/   #修改服务权限
/usr/local/amoeba/bin/amoeba      #执行启动脚本，后面加参数start启动，stop停止

配置主从数据库，授权一个账号用于Amoeba访问

grant all on *.* to amoeba@'192.168.59.%' identified by '123123';  #账户名自定义
flush privileges;  #刷新

配置amoeba

1.备份配置文件
cd /usr/local/amoeba/conf
cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
cp dbServers.xml dbServers.xml.bak
2.修改amoeba.xml
 30 amoeba
 32 123456
 117 master 	//默认的数据库池
 119 master       //设置数据库写的池
 120 slaves	//设置数据库读的池
3.修改dbServers.xml
 26amoeba     //填写MySQL授权的账户与密码                         
 28123456
 //填写master服务器地址
 43         
 44                 
 45                         
 46                         192.168.48.11
 47                 
 48         
//填写slave1的地址，同理填写slave2
 50         
 51                 
 52                         
 53                         192.168.48.14
 54                 
 55         
//开启slaves地址池，并设置池内的服务器，设置轮询策略
63         
 64                 
 65                         
 66                         1
 67 
 68                         
 69                         slave1,slave2
 70                 
 71         
//启动服务
4.启动服务
/usr/local/amoeba/bin/amoeba start &   //一定要放到后台启动
netstat -ntap |grep java  //查看端口是否存在，amoeba运行在jvm上，所以要查java

修改amoeba.xml配置文件

修改dbServers.xml配置文件


启动服务，并查询端口

4.2客户端安装

#安装mariadb
yum install -y mariadb mariadb-server
#登录数据库
mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.48.3 -P8066   

通过amoeba服务器代理访问mysql

在客户端创建一个数据库，主从同步显示

测试读写分离

#在客户端的test5库下创建一个test表
create table test (id int(10),name varchar(10),address varchar(20));
#停止从服务器的同步
stop slave；
#在从服务器上分别插入如下数据
insert into test values('1','slave1','this_is_slave1');
insert into test values('2','slave2','this_is_slave2');
#在主服务器插入如下数据
insert into test values('3','master','this_is_master');

在客户端查看数据

在客户端写入一条数据
insert into test values(‘4’,‘client’,‘this_is_client’);

在从服务器上开启slave功能