MySQL主从复制与读写分离

一、前言：

在企业应用中，成熟的业务通常数据量都比较大
单台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

二、主从复制原理

2.1 MySQL的复制类型

• 基于语句的复制(STATEMENT, MySQL默认类型)
• 基于行的复制(ROW)
• 混合类型的复制(MIXED)

2.2 MySQL主从复制的工作过程;

两日志、三线程
（1）在每个事务更新数据完成之前，Master 在二进制日志（Binary log）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。
（2）Slave 将 Master 的复制到其中继日志（Relay log）。首先slave 开始一个工作线程（I/O），I/O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/O线程将这些事件写入中继日志。
（3）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。

2.2.1 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、本来就不是同步复制、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。
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。
从库使用SSD磁盘
网络优化，避免跨机房实现同步

问题解决方法

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

2.3 MySQL 有几种同步方式： 三种

1、异步复制（Async Replication）
2、同步复制（sync Replication）
3、半同步复制（Async Replication）
4、增强半同步复制（lossless Semi-Sync Replication）、无损复制

2.3.1、异步复制（Async Replication）

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从库中，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且已处理。在异步复制的机制的情况下，如果Master宕机，事务在Master上已提交，但很可能这些事务没有传到任何的Slave上。假设有Master->Salve故障转移的机制，此时Slave也可能会丢失事务。MySQL复制默认是异步复制，异步复制提供了最佳性能。

2.3.2、同步复制（Sync Replication）

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它的请求。同步复制提供了最佳安全性，保证数据安全，数据不会丢失，但对性能有一定的影响。

2.3.3、半同步复制（Semi-Sync Replication）

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。

2.3.4、增强半同步复制（lossless Semi-Sync Replication、无损复制）

增强半同步是在MySQL 5.7引入，其实半同步可以看成是一个过渡功能，因为默认的配置就是增强半同步，所以，大家一般说的半同步复制其实就是增强的半同步复制，也就是无损复制。
增强半同步和半同步不同的是，等待ACK时间不同rpl_semi_sync_master_wait_point = AFTER_SYNC（默认）
半同步的问题是因为等待ACK的点是Commit之后，此时Master已经完成数据变更，用户已经可以看到最新数据，当Binlog还未同步到Slave时，发生主从切换，那么此时从库是没有这个最新数据的，用户看到的是老数据。
增强半同步将等待ACK的点放在提交Commit之前，此时数据还未被提交，外界看不到数据变更，此时如果发送主从切换，新库依然还是老数据，不存在数据不一致的问题。

2.4 Mysql应用场景

mysql 数据库
主要的性能是读和写，一般场景来说读请求更多。
根据主从复制可以演变成读写分离，因为读写分离基于主从复制，使用读写分离从而解决高并发的问题。

mysql架构演变的方向：
1、单台mysql有单点故障
2、集群—》 主从复制
3、主从复制渡河写的压力不均衡
4、读写分离
5、读写分离的基础是主从复制
6、mysql的高可用架构MHA（master HA高可用） MGR MMM

实验

master:192.168.109.11

slave1:192.168.109.21

slave2:192.168.109.41

master服务器配置192.168.109.11

安装ntp，修改配置文件

yum -y install ntp

vim /etc/ntp.conf
server 127.127.109.0
fudge 127.127.109.0 stratum 10

开启ntp服务

systemctl start ntpd

两台slave服务器配置

yum install ntp ntpdate -y

systemctl start ntpd

ntpdate 192.168.109.11

配置主从同步

master服务器修改配置文件（192.168.109.11）

vim /etc/my.cnf
log_bin=master-bin
log_slave-updates=true

从服务器slave1

vim /etc/my.cnf
server-id = 2
relay-log=relay-log-bin
relay-log-index=slqve-relay-bin.index
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.109.%' identified by'123456';

flush privileges;
show master status;

slave服务器配置

vim /etc/my.cnf
log-bin=master-bin
server-id = 2
relay-log=relay-log-bin
relay-log-index=slqve-relay-bin.index

sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES
change master to master_host='192.168.109.11',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=614;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.00 sec)

start slave

show slave status\G

create database work;
show databases;

master

slave1，2