数据库相关(4)-- Mysql主从复制和读写分离

主从复制

什么是主从复制?

主从复制,是用来建立一个和主数据库完全一样的数据库环境,称为从数据库;主数据库一般是准实时的业务数据库。

主从复制的作用(好处,或者说为什么要做主从)重点!

1、做数据的热备,作为后备数据库,主数据库服务器故障后,可切换到从数据库继续工作,避免数据丢失。

2、架构的扩展。业务量越来越大,I/O访问频率过高,单机无法满足,此时做多库的存储,降低磁盘I/O访问的频率,提高单个机器的I/O性能。

3、读写分离,使数据库能支撑更大的并发。在报表中尤其重要。由于部分报表sql语句非常的慢,导致锁表,影响前台服务。如果前台使用master,报表使用slave,那么报表sql将不会造成前台锁,保证了前台速度。

主从复制的原理(重中之重,面试必问):

1.数据库有个bin-log二进制文件,记录了所有sql语句。

2.我们的目标就是把主数据库的bin-log文件的sql语句复制过来。

3.让其在从数据的relay-log重做日志文件中再执行一次这些sql语句即可。

主要涉及三个线程:binlog 线程、I/O 线程和 SQL 线程。

binlog 线程 :负责将主服务器上的数据更改写入二进制日志(Binary log)中。

I/O 线程 :负责从主服务器上读取二进制日志,并写入从服务器的重放日志(Replay log)中。

SQL 线程 :负责读取重放日志并重放其中的 SQL 语句。

读写分离

要用“读写分离”,首先应该明白“读写分离”是用来解决什么样的问题的,而不是仅仅会用这个技术。

什么是读写分离?

其实就是将数据库分为了主从库,一个主库用于写数据,多个从库完成读数据的操作,主从库之间通过某种机制进行数据的同步,是一种常见的数据库架构。

数据库分组架构解决什么问题?

大多数互联网业务,往往读多写少,这时候,数据库的读会首先称为数据库的瓶颈,这时,如果我们希望能够线性的提升数据库的读性能,消除读写锁冲突从而提升数据库的写性能,那么就可以使用“分组架构”(读写分离架构)。

用一句话概括,读写分离是用来解决数据库的读性能瓶颈的。

mysql读写分离原理

读写分离就是在主服务器上修改,数据会同步到从服务器,从服务器只能提供读取数据,不能写入,实现备份的同时也实现了数据库性能的优化,以及提升了服务器安全。

读写分离常用代理方式来实现,代理服务器接收应用层传来的读写请求,然后决定转发到哪个服务器。

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下应用最广泛的。优点是性能较好,因为程序在代码中实现,不需要增加额外的硬件开支,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

代理一般介于应用服务器和数据库服务器之间,代理数据库服务器接收到应用服务器的请求后根据判断后转发到,后端数据库,有以下代表性的程序:

(1)mysql_proxy。mysql_proxy是Mysql的一个开源项目,通过其自带的lua脚本进行sql判断。

(2)Atlas。是由 Qihoo 360, 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。由阿里巴巴集团在职员工陈思儒使用java语言进行开发,阿里巴巴集团将其用户生产环境下,但是他并不支持事物以及存储过程。

经过上述简单的比较,不是所有的应用都能够在基于程序代码中实现读写分离,像一些大型的java应用,如果在程序代码中实现读写分离对代码的改动就较大,所以,像这种应用一般会考虑使用代理层来实现。

读写分离能提高性能的原因在于:

主从服务器负责各自的读和写,极大程度缓解了锁的争用;

从服务器可以使用 MyISAM,提升查询性能以及节约系统开销;

增加冗余,提高可用性。

但是,不是任何读性能瓶颈都需要使用读写分离,我们还可以有其他解决方案。

为什么用缓存

缓存,也是互联网中常常使用到的一种架构方式,同“读写分离”不同,读写分离是通过多个读库,分摊了数据库读的压力,而存储则是通过缓存的使用,减少了数据库读的压力。他们没有谁替代谁的说法,但是,如果在缓存的读写分离进行二选一时,还是应该首先考虑缓存,为什么呢?

缓存的使用成本要比从库少非常多;

缓存的开发比较容易,大部分的读操作都可以先去缓存,找不到的再渗透到数据库。

当然,如果我们已经运用了缓存,但是读依旧还是瓶颈时,就可以选择“读写分离”架构了。简单来说,我们可以将读写分离看做是缓存都解决不了时的一种解决方案。

当然,缓存也不是没有缺点的

对于缓存,我们必须要考虑的就是高可用,不然,如果缓存一旦挂了,所有的流量都同时聚集到了数据库上,那么数据库是肯定会挂掉的。


对于常见的数据库瓶颈是什么呢?

其实是数据容量的瓶颈。例如订单表,数据量只增不减,历史数据又必须要留存,非常容易成为性能的瓶颈,而要解决这样的数据库瓶颈问题,“读写分离”和缓存往往都不合适,最适合的是什么呢?答案是数据库水平切分。

什么是数据库水平切分?

数据库水平切分,也是一种常见的数据库架构,是一种通过算法,将数据库进行分割的架构。一个水平切分集群中的每个数据库,通常称为一个“分片”。每一个分片中的数据没有重合,所有分片中的数据并集组成全部数据。

水平切分架构解决什么问题呢?

大部分的互联网业务,数据量都非常大,单库容量最容易成为瓶颈,当单库的容量成为了瓶颈,我们希望提高数据库的写性能,降低单库容量的话,就可以采用水平切分了。

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