陈晨尘（NaSa）

MySQL主从复制与读写分离

文章目录

读写分离的应用背景
- 1、什么是读写分离？
- 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、mysql支持的复制类型
- 6、MySQL主从复制的几个同步模式
主从复制的工作过程
三、 MySQL 读写分离
四、MySQL主从复制与读写分离原理
五、MySQL的“双1设置”
- 设置主从服务器的同步模式
- - 1、//主数据库配置
  - 2、//从数据库配置
  - 3、//查看半同步是否在运行
  - 4、//在主库查询半同步状态
- 搭建MySQL主从复制
- - 1、主从服务器设置时间同步
  - 2、修改主服务器的MySQL配置文件
  - 3、修改从服务器的MySQL配置文件
  - 4、做主从复制
- **搭建 MySQL 读写分离**
- - 1、安装环境
  - 2、服务器上配置 Amoeba读写分离，两个 Slave 读负载均衡
  - 3、测试读写分离

读写分离的应用背景

在企业应用中，成熟的业务通常数据量都比较大
单台的MySQL在安全性、高可用性和高并发方面都无法满足实际的需求
配置多台主从数据库服务器以实现读写分离

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。

5、mysql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。
（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，就会采用基于行复制。

6、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。

主从复制的工作过程

1、MySQL主服务器数据更新，写入二进制日志
2、MySQL从服务器开启I/O线程向主服务器请求二进制日志记录
3、主服务接收到I/O线程之后会开启dump线程，然后为每个I/O线程发送二进制日志记录
4、从服务器会保存二进制日志记录到自己的中继日志里面（如果为半同步模式，从服务器则会反馈给主服务器的ack collector线程接收确认信息）
5、从服务器开启SQL线程读取中继日志中的二进制日志并解析成SQL语句，进行逐一执行
注：
1、中继日志通常会位于 OS 缓存中，所以中继日志的开销很小。
2、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。

三、 MySQL 读写分离

读写分离就是只在主服务器上写，只在从服务上读；
主数据库处理事务性查询，从数据库处理 select 查询；
数据库复制被用来把事务性查询导致的变更同步到集群中的从数据库

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。

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。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-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。
- 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脚本不是现成的，而需要自己编写，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用于数据库的代理层。

四、MySQL主从复制与读写分离原理

客户端发送读写操作到Amoeba服务器，Amoeba服务器将写的操作发送到主服务器，主服务器将写的操作记录到二进制日志中，从服务器有两个线程，一个I/O线程一个SQL线程，从服务器的I/O线程会在 Master 上打开一个普通的连接，Binlog dump线程会从Master的二进制日志中读取事件，I/O线程将这些事件写入中继日志，中继日志运行在缓存中，SQL线程读取中继日志中的事件，并在自己的数据库中进行重放，Amoeba对两个从服务器进行读操作，读取从服务器同步的事件。

五、MySQL的“双1设置”

innodb_flush_logs_at_trx_commit=1  #redo log（事务日志）的刷盘策略，每次事务提交时MySQL都会把事务日志缓存区的数据写入日志文件中，并且刷新到磁盘中，该模式为系统默认
sync_binlog=1                      #在进行每1次事务提交（写入二进制日志）以后，Mysql将执行一次fsync的磁盘同步指令，将缓冲区数据刷新到磁盘

“双1设置”适合数据安全性要求非常高，而且磁盘IO写能力足够支持的业务，比如订单、交易、充值、支付消费系统。"双1模式"下，当磁盘IO无法满足业务需求时，比如11.11活动的压力。推荐一下性能较快的设置，并使用带蓄电池后备电源，防止系统断电异常。

innodb_flush_logs_at_trx_commit=2  #每次事务提交时MySQL都会把日志缓存区的数据写入日志文件中，但是并不会同时刷新到磁盘上。该模式下，MySQL会每秒执行一次刷新磁盘操作
sync_binlog=500	                   #在进行500次事务提交以后，Mysql将执行一次fsync的磁盘同步指令，将缓冲区数据刷新到磁盘

设置主从服务器的同步模式

1、//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

2、//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

3、//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';

4、//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

半步同步复制发生超时（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。

搭建MySQL主从复制

1、主从服务器设置时间同步

①、主服务器（192.168.65.90）

yum -y install ntp

vim /etc/ntp.conf

restrict default nomodify

server ntp.alyun.com


systemctl start ntpd

②、从服务器（192.168.65.19）

yum -y install ntp ntpdate

systemctl start ntpd
ntpdate 192.168.24.72		#进行时间同步，指向Master服务器IP

crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.80.73

2、修改主服务器的MySQL配置文件

vim /etc/my.cnf
server-id = 1
log-bin=master-bin					#添加，主服务器开启二进制日志
binglog_format = MIXED              #混合类型的复制				

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.24.%' identified by '123456';	
#给从服务器授权,允许其复制所有数据库的所有表（第一个账户）
flush privileges;

查看master数据库状态
show master status;

#File 列显示日志名，Fosition 列显示偏移量

3、修改从服务器的MySQL配置文件

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-log-index=slave-relay-bin.index		#添加，定义中继日志文件的位置和名称

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p
change master to master_host='192.168.24.72' , master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000005',master_log_pos=603;
#配置同步，注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要与Master查询的一致，这里的是例子，每个人的都不一样

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

4、做主从复制

搭建 MySQL 读写分离

Amoeba（192.168.65.3）
Amoeba服务器配置

1、安装环境

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

2、服务器上配置 Amoeba读写分离，两个 Slave 读负载均衡

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

①、服务器上配置amoeba对接

grant all on . to test@‘192.168.184.%’ identified by ‘123.com’;

②、amoeba服务器配置amoeba服务

cd /usr/local/amoeba/conf/

cp amoeba.xml{,.bak}
vim amoeba.xml									#修改amoeba配置文件

30修改
amoeba

32修改
010230

115修改
master

117去掉注释–
master
slaves


cp dbServers.xml{,.bak}
vim dbServers.xml								#修改数据库配置文件

23修改
mysql

26修改

test

28-30去掉注释
010230

45修改，设置主服务器的名Master


48修改，设置主服务器的地址
192.168.184.10

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
192.168.184.20

58复制上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址

192.168.184.40

65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

3、测试读写分离

使用yum快速安装MySQL虚拟客户端

yum install -y mariadb-server mariadb
systemctl start mariadb.service

在客户端服务器上进行测试

mysql -u amoeba -p123123 -h 192.168.80.73 -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

在主服务器上

stop slave;											#关闭同步
use db_test;

在slave1上

在slave1上

在slave2上

insert into test values(‘2’,‘lisi’,‘this_is_slave2’);