主从复制和读写分离

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  • 一、MySQL主从复制
  • 二、主从复制的形式
  • 三、读写分离
    • 1.原理
    • 2.为什么要读写分离呢?
    • 3.什么时候要读写分离?
    • 4.主从复制与读写分离
    • 5.目前较为常见的MySQL读写分离分为以下两种

一、MySQL主从复制

  1. 支持的复制类型

    基于语句的复制(statement):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
    基于行的复制(row): 把改变的内容复制过去,而不是把命令在从服务器上执行一遍
    混合类型的复制(mixed): 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. 主从复制的工作过程是基于日志

    master二进制日志
    slave中继日志

  3. 请求方式

    I/O线程
    dump线程
    SQL线程

  4. 主从复制的原理

    ①Master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

    ②Slave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/O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(Relay log)中

    ④Slave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/O线程和SQL线程将进入睡眠状态,等待下一次被唤醒

    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,中继日志通常会位于OS缓存中,所以中继日志的开销很小

  5. MySQL集群和主从复制分别适合在什么场景下使用

    集群和主从复制是为了应对高并发、大访问量的情况,如果网站访问量和并发量太大了,少量的数据库服务器是处理不过来的,会造成网站访问慢,数据写入会造成数据表或记录被锁住,锁住的意思就是其他访问线程暂时不能读写要等写入完成才能继续,这样会影响其他用户读取速度,采用主从复制可以让一些服务器专门读,一些专门写可以解决这个问题

  6. 为什么使用主从复制、读写分离

    主从复制、读写分离一般是一起使用的,目的很简单,就是为了提高数据库的并发性能。你想,假设是单机,读写都在一台MySQL上面完成,性能肯定不高。如果有三台MySQL,一台mater只负责写操作,两台salve只负责读操作,性能不就能大大提高了吗?

    所以主从复制、读写分离就是为了数据库能支持更大的并发

    随着业务量的扩展、如果是单机部署的MySQL,会导致I/O频率过高。采用主从复制、读写分离可以提高数据库的可用性

  7. 用途及条件

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,避免影响服务

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
  1. 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

解决办法:
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

  1. MySQL主从复制延迟

    ①master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本来就不是同步复制、而是异步复制

    (1) 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
    (2) 从库使用高性能主机,包括cpu强悍、内存加大。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
    (3) 从库使用SSD磁盘
    (4) 网络优化,避免跨机房实现同步

二、主从复制的形式

主从复制和读写分离_第1张图片
主从复制和读写分离_第2张图片
主从复制和读写分离_第3张图片

三、读写分离

1.原理

①只在主服务器上写,只在从服务器上读

②主数据库处理事务性查询,从数据库处理select查询

③数据库复制用于将事务性查询导致的变更同步到集群中的从数据库

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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

5.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
(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。

    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

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