MySQL 常见主从延迟原因分析

MySQL 常见主从延迟原因分析

更新时间：2022-10-30

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MySQL 主从复制简介

MySQL内建的复制功能是构建基于MySQL的大规模、高性能应用的基础，这类应用使用所谓的“水平扩展”的架构。我们可以通过为服务器配置一个或多个从库的方式来进行数据同步。复制功能不仅有利于构建高性能的应用，同时也是高可用性、可扩展性、灾难恢复、备份以及数据仓库等工作的基础。

• 主从复制是如何工作的？
  
  由上图所示，简单概述主从复制如下：

    1）在主库上将数据更改记录到二进制日志（Binary Log）中；
    2）备库通过I/O线程将主库上的日志复制写入到自己的中继日志（Relay Log）中；
    3）备库再通过SQL线程读取中继日志中的事件，将其重放到备库数据之上。
  

但从这个复制逻辑中，我们也不难发现，在同一时间点从库上的数据可能与主库存在不一致，一些大的语句可能导致从库产生几秒、几分钟甚至几个小时的延迟。

主从延迟时间计算方式

1、主从延迟时间参考
Seconds_Behind_Master，精度为秒

2、主从延迟时间是如何计算的？

• 1）每个事务的binlog里面都有一个时间字段，用于记录主库写入的时间；
• 2）从库取出当前正在执行的事务的时间字段值，并计算它与当前系统时间的差值，得到Seconds_Behind_Master；
• 3）本质上，这个字段测量的是Slave 的SQL线程和Slave 的I/O线程之间秒的时差。如果主从之间的网络连接速度很快，Slave的I/O线程与Master非常接近，因此该字段是Slave 的SQL线程与Master 相比有多晚的一个很好的近似值。如果网络是慢的，这就不是一个好的近似值；SLave 的SQL线程可能经常赶上读的慢的Slave 的I/O线程，所以Seconds_Behind_Master常常显示值为0，即使I/O线程与Master相比会比较慢。换句话说，Seconds_Behind_Master仅适用于快速网络。

备注：如果说主从服务器的时间设置不一致，这并不会导致主从延迟时间不准，是因为从库在连接到主库的时候，会通过执行select unix_timestamp()函数来获得当前主库的系统时间。如果不一致，在计算Seconds_Behind_Master时会自动扣除掉这个差值。

主从延迟问题影响

1、查询数据不准确

为分担主库压力，业务通常会将一些读的请求发送至从库，但如果主从存在延迟的情况，这时读到的可能就是过期的数据。当然，目前在实际业务架构设计中，也会考虑到主从延迟因素的存在，通过如强制走主库、配合半同步（semi-sync）、sleep等方案优化，避免“过期读”对业务造成的影响。

2、主库宕机，数据丢失

这里意思是主库宕机后，需要较长的恢复时间，但特别是核心业务系统需要快速恢复的紧急情况下，如果之前存在延迟，强制切换主库，保证业务可用，就会导致部分数据丢失，后期的补偿也将会是件很麻烦的事情。

常见主从延迟原因分析

1、主从服务器配置不一致

这里所说的主从服务器配置不一致，是指对比主库，从库服务器的CPU、内存、磁盘I/O等硬件配置较低。其中，CPU和I/O资源通常也是主要的瓶颈所在。所以在生产环境，保证主从服务器配置一致是很重要的上线标准。

2、主库执行大事务

在一个事务中处理大量数据，当大事务记录入binlog并同步到从库之后，从库执行这个事务的操作耗时也非常长，这段时间，就会产生主从复制延时。从库的延迟时间从主库事物执行了多久开始计算。对于这种情况引起的主从复制延时，就需要拆分大事务语句到若干小事务中，这样能够进行及时提交，减小主从复制延时。

3、表无主键

当在主库上对一张无主键或无唯一索引的表删除了100条数据，当从库复制这个操作的时候，执行的是100个delete动作，每个delete都会做一次全表扫描才能执行结束，可想而知，这时候的效率是非常低下的，很多时候，表的数据量很少，并不能及时体现，但是随着表数据量增大，那么就会成巨大的延迟，并且基本不会消除。所以在表结构设计阶段，一定要为表设置主键。

4、主库DML操作并发大

在业务高峰时期，主库上并发执行数非常高，在大量执行insert、delete、update操作，tps很高，在这种情况下，从库的复制能力跟不上主库，往往就会产生延迟，延迟慢慢堆积，越来越大。所以一个数据库的能力是存在瓶颈的，这个时候就需要做水平扩展来增加系统的事务处理能力。

5、网络延迟或丢包等

通过本篇开头部分提及的主从复制逻辑，我们可以知道从库会启动一个工作线程，称为I/O线程，I/O线程跟主库建立一个普通的客户端连接，在主库发送信号通知其有新的事件产生时被唤醒，备库I/O线程会将接收到的时间记录到中继日志中。这个I/O线程的工作状态便和网络环境有很大的联系。在监控数据库状态的同时，我们也要密切关注网络环境的健康状态，接入监控告警。

6、大表DDL

当对主库若干大表执行DDL语句的情况下，比如，对表加一个字段或者加一个索引等等，那么从库就可能会产生复制延时。所以要注意表的数据量，做好分表的工作，在执行大表的DDL时，选择业务低峰期，以减少延迟带来的影响。