Mysql锁和MySQL搭建主从关系

1.锁

1.1 Mysql锁问题

1.1.1 锁概述

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制（避免争抢）。

在数据库中，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

1.1.2 锁分类

从对数据操作的粒度分 ：

1） 表锁：操作时，会锁定整个表。MyISAM 5.6 后InnoDB支持

2） 行锁：操作时，会锁定当前操作行。Innodb

从对数据操作的类型分：

1） 读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。

2） 写锁（排它锁）：当前操作没有完成之前，它会阻断其他写操作和读操作。

1.1.3 Mysql 锁

相对其他数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。下表中罗列出了各存储引擎对锁的支持情况：

存储引擎	表级锁	行级锁
MyISAM	支持	不支持
InnoDB	支持 5.6	支持

MySQL这2种锁的特性可大致归纳如下 ：

锁类型	特点
表级锁	偏向MyISAM 存储引擎，开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高,并发度最低。
行级锁	偏向InnoDB 存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

从上述特点可见，很难笼统地说哪种锁更好，只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适！仅从锁的角度来说：表级锁更适合于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如Web 应用；而行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。

MyISAM和InnoDB的区别

1. 事务，外键，文件存储，锁。

1.2 MyISAM 表锁

MyISAM 存储引擎只支持表锁，这也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。

1.2.1 如何加表锁

MyISAM 在执行查询语句（SELECT）前，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT 等）前，会自动给涉及的表加写锁，这个过程并不需要用户干预，因此，用户一般不需要直接用 LOCK TABLE 命令给 MyISAM 表显式加锁。 但是我们为了给你能演示出效果人为加锁。

显示加表锁语法：

  
  加读锁 ： lock table table_name read;
  ​
  加写锁 ： lock table table_name write；
  ​
  是否锁:   unlock tables;

1.2.2 读锁案例

准备环境

  
  create database demo_03 default charset=utf8mb4;
  ​
  use demo_03;
  ​
  CREATE TABLE `tb_book` (
    `id` INT(11) auto_increment,
    `name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL,
    `publish_time` DATE DEFAULT NULL,
    `status` CHAR(1) DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=myisam DEFAULT CHARSET=utf8 ;
  ​
  INSERT INTO tb_book (id, name, publish_time, status) VALUES(NULL,'java编程思想','2088-08-01','1');
  INSERT INTO tb_book (id, name, publish_time, status) VALUES(NULL,'solr编程思想','2088-08-08','0');
  ​
  ​
  ​
  CREATE TABLE `tb_user` (
    `id` INT(11) auto_increment,
    `name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=myisam DEFAULT CHARSET=utf8 ;
  ​
  INSERT INTO tb_user (id, name) VALUES(NULL,'令狐冲');
  INSERT INTO tb_user (id, name) VALUES(NULL,'田伯光');​

为了方便操作 我们再linux系统执行 

客户端 一 ：

1）获得tb_book 表的读锁

lock table tb_book read;

2） 执行查询操作

select * from tb_book;

可以正常执行 ， 查询出数据。

客户端 二 ：

3） 执行查询操作

select * from tb_book;

 客户二也可以正常查询数据

客户端 一 ：

4）查询未锁定的表

select name from tb_user;

 因为当前用户已经对别的表上锁了 只有解锁后才可以对其他的表进行读操作。

unlock tables;

客户端 二 ：

5）查询未锁定的表

select name from tb_user;

 可以正常查询出未锁定的表；

客户端 一 ：

6） 执行插入操作

insert into tb_book values(null,'Mysql高级','2088-01-01','1');

执行插入， 直接报错 ， 由于当前tb_book 获得的是 读锁， 不能执行更新操作。

客户端 二 ：

7） 执行插入操作

insert into tb_book values(null,'Mysql高级','2088-01-01','1');

 当在客户端一中释放锁指令 unlock tables 后 ， 客户端二中的 inesrt 语句 ， 立即执行 ；

1.2.3 写锁案例

写锁(排他锁): 不允许其他会话进行任意操作

客户端 一 :

1）获得tb_book 表的写锁

lock table tb_book write ;

2）执行查询操作

select * from tb_book ;

 查询操作执行成功；

3）执行更新操作

 update tb_book set name = 'java编程思想（第二版）' where id = 1;

更新操作执行成功 ；

客户端 二 :

4）执行查询操作

select * from tb_book ;

 当在客户端一中释放锁指令 unlock tables 后 ， 客户端二中的 select 语句 ， 立即执行 ；

 总结

 读锁不会阻塞其他客户端的读，但是会阻塞写。写锁既会阻塞其他客户端的读，又会阻塞其他客户端的写。

1.3 InnoDB 行锁 支持事务

1.3.1 行锁介绍

行锁特点 ：偏向InnoDB 存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

InnoDB 与 MyISAM 的最大不同有两点：一是支持事务；二是 采用了行级锁。

1.3.2 背景知识

1. 什么事务？
       事务是应用程序中一系列严密的操作，所有操作必须成功完成，否则在每个操作中所作的所有更改都会被撤消。也就是事务具有原子性，一个事务中的一系列的操作要么全部成功，要么一个都不做。

事务及其ACID属性

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元。

事务具有以下4个特性，简称为事务ACID属性。

ACID属性	含义
原子性（Atomicity）	事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全部成功，要么全部失败。
一致性（Consistent）	在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。
隔离性（Isolation）	数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的 “独立” 环境下运行。
持久性（Durable）	事务完成之后，对于数据的修改是永久的。

并发事务处理带来的问题

问题	含义
丢失更新（Lost Update）	当两个或多个事务选择同一行，最初的事务修改的值，会被后面的事务修改的值覆盖。
脏读（Dirty Reads）	当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。
不可重复读（Non-Repeatable Reads）	一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现和以前读出的数据不一致。
幻读（Phantom Reads）	一个事务按照相同的查询条件重新读取以前查询过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据。

事务隔离级别

为了解决上述提到的事务并发问题，数据库提供一定的事务隔离机制来解决这个问题。数据库的事务隔离越严格，并发副作用越小，但付出的代价也就越大，因为事务隔离实质上就是使用事务在一定程度上“串行化” 进行，这显然与“并发” 是矛盾的。

数据库的隔离级别有4个，由低到高依次为Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable，这四个级别可以逐个解决脏写、脏读、不可重复读、幻读这几类问题。

隔离级别	丢失更新	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted	×	√	√	√
Read committed	×	×	√	√
Repeatable read（默认）	×	×	×	√
Serializable	×	×	×	×

备注 ： √ 代表可能出现 ， × 代表不会出现 。

Mysql 的数据库的默认隔离级别为 Repeatable read ， 查看方式：

show variables like 'transaction_isolation';

1.3.3 InnoDB 的行锁模式

InnoDB 实现了以下两种类型的行锁。

• 共享锁（S）：又称为读锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改。

• 排他锁（X）：又称为写锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；

对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；

可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁 。

共享锁（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

排他锁（X) ：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

1.3.4 案例准备工作 innodb 支持事务 行级锁

create table test_innodb_lock(
	id int(11),
	name varchar(16),
	sex varchar(1)
)engine = innodb default charset=utf8;

insert into test_innodb_lock values(1,'100','1');
insert into test_innodb_lock values(3,'3','1');
insert into test_innodb_lock values(4,'400','0');
insert into test_innodb_lock values(5,'500','1');
insert into test_innodb_lock values(6,'600','0');
insert into test_innodb_lock values(7,'700','0');
insert into test_innodb_lock values(8,'800','1');
insert into test_innodb_lock values(9,'900','1');
insert into test_innodb_lock values(1,'200','0');

create index idx_test_innodb_lock_id on test_innodb_lock(id);
create index idx_test_innodb_lock_name on test_innodb_lock(name);

1.3.5 行锁基本演示 ----支持事务

mysql 实验论证 innodb表级锁与行级锁 - 余磊 - 博客园 (cnblogs.com)

注意： 这里必须为id添加主键（自动添加索引）

客户1	客户2
关闭自动提交功能	关闭自动提交功能
可以正常的查询出全部的数据	可以正常的查询出全部的数据
查询id 为3的数据 ；	获取id为3的数据 ；
更新id为3的数据，但是不提交；	更新id为3 的数据， 出于等待状态
通过commit， 提交事务	解除阻塞，更新正常进行
以上， 操作的都是同一行的数据，接下来，演示不同行的数据 ：
更新id为3数据，正常的获取到行锁 ， 执行更新 ；	由于与客户1 操作不是同一行，获取当前行锁，执行更新；

 1.4 悲观锁和乐观锁

悲观锁和乐观锁的区别_卢卢在路上的博客-CSDN博客_乐观锁和悲观锁的区别

2 如何搭建mysql的主从关系

2.1 什么是主从复制

	将主服务器的binlog日志复制到从服务器上执行一遍，达到主从数据的一致状态，称之为主从复制。
	一句话表示就是，主数据库做什么，从数据库就跟着做什么。

2.2 为何要做主从

（1）为实现服务器负载均衡/读写分离做铺垫，提升访问速度

	#1、什么是读写分离
	有了主从保持数据一致作为大前提，我们便可以可以分离读写操作，其中Master负责写操作的负载，也就是说一切写的操作都在Master上进行，而读的操作则分摊到Slave上进行。那么读写分离的作用是什么呢？
	#2、读写分离的作用
	先说答案：读写分离可以大大提高读取的效率。
	在一般的互联网应用中，经过一些数据调查得出结论，读/写的比例大概在 10：1左右 ，也就是说写操作非常少，大量的数据操作是集中在读的操作（如某些应用，像基金净值预测的网站。其数据的更新都是有管理员更新的，即更新的用户比较少。而查询的用户数 量会非常的多。）
	此时我们可以制作一主多从，因为写操作很少，所以由一个主库负责即可，而大量的读操作则分配给多个从库，这样占据比例最大的读操作的压力就被负载均衡了，因此读效率会得到了极大的提升，另外，还有一个原因就是：
	熟悉DB的研发人员都知道，写操作涉及到锁的问题，不管是行锁还是表锁还是块锁，都是比较降低系统执行效率的事情。我们这样的分离是把写操作集中在一个节点上，而读操作其其他的N个节点上进行，这从另一个方面有效的提高了读的效率，保证了系统的性能及高可用性。
	#3、具体做法
	方案一：
	就是主库写，从库读
	方案二：
	主库负责写，还有部分读，从库只负责读，而且是读操作的主力
	即当主服务器比较忙时，部分查询请求会自动发送到从服务器中，以降低主服务器的工作负荷。

（2）通过复制实现数据的异地备份，保障数据安全

	可以定期的将数据从主服务器上复制到从服务器上，这实现了数据的异地备份。
	在传统的备份体制下，是将数据备份在本地。此时备份作业与数据库服务器运行在同一台设备上，当备份作业运行时就会影响到服务器的正常运行。有时候会明显的降低服务器的性能。同时，将备份数据存放在本地，也 不是很安全。如硬盘因为电压等原因被损坏或者服务器被失窃，此时由于备份文件仍然存放在硬盘上，数据库管理员无法使用备份文件来恢复数据。这显然会给企业 带来比较大的损失。

（3）提高数据库系统的可用性

	数据库复制功能实现了主服务器与从服务器之间数据的同步，增加了数据库系统的可用性。主库宕机后，从库尚可用，即当主服务器出现问题时，数据库管理员可以马上让从服务器作为主服务器，用来数据的更新与查询服务。然后回过头来再仔细的检查主服务器的问题。此时一般数据库管理员会采用两种手段。
	​ 一：从库临时取代主库，只用来读
	主服务器故障之后，虽然从服务器取代了主服务器的位置，但是对于主服务器可以采取的操作仍然做了一些限制,例如仍然只能够进行数据的查询，而不能够进行数据的更新、删除等操作。这主要是基于从数据的安全性考虑。如现在一些银行系统的升级，在升级的过程中，只能够查询余额而不能够取钱。这是同样的道理。
	​ 二：从库永久取代主库，负责读和写
	从服务器真正变成了主服务器。当从服务器切换为主服务器之后，其地位完全与原先的主服务器相同。此时可以实现对数据的查询、更新、删除等操 作。为此就需要做好数据的安全性工作。即数据的安全策略，要与原先的主服务器完全相同。否则的话，就可能会留下一定的安全隐患

 随着并发量越来越大，服务器要处理高并发。

如何解决高并发：

        1.搭建集群

        2.限流 sentinel

这是服务器虽然可以处理高并发了，但是数据库依然还是处理不了，这是我们就需要搭建mysql集群

 解决mysql高并发的瓶颈。

2.3 复制概述

复制是指将主数据库的DDL 和 DML 操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这些日志重新执行（也叫重做），从而使得从库和主库的数据保持同步。

MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制， 从库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状复制。

2.4 复制原理

MySQL 的主从复制原理如下。

从上层来看，复制分成三步：

• Master 主库在事务提交时，会把数据变更作为事件Events 记录在二进制日志文件 Binlog 中。

• 主库推送二进制日志文件 Binlog 中的日志事件到从库的中继日志 Relay Log 。

• slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据。

2.3 复制优势

MySQL 复制的优点主要包含以下三个方面：

• 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务。

• 可以在从库上执行查询操作，从主库中更新，实现读写分离，降低主库的访问压力。

• 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库的服务。

必须保证mysql允许远程连接

grant replication slave on *.* to 'root'@'192.168.19.151' identified by 'root';

flush privileges;

2.4 搭建步骤

The slave I/O thread stops because master and slave have equal MySQL server UUIDs;_被取名逼疯的男人的博客-CSDN博客

准备条件：

        数据库角色      IP                           应用与系统版本           有无数据
        主数据库    192.168.19.151    centos7/redhat7 mysql-5.8    有数据
        从数据库    192.168.19.152    centos7/redhat7 mysql-5.8    无数据

在搭建之前先执行上面的复制优势链接，把uuid改成不一样的，方便后面的操作（只需要执行其中一台虚拟机即可），

注意：这里是因为我的两台虚拟机时克隆的，所以uuid一致，如果不是克隆的不需要执行

 rm -rf auto.cnf.bk  删除从库中的该配置文件

systemctl restart mysqld 重启mysql

先修改从库的ip

 

 

2.4.1 主库master搭建

1） 在master 的配置文件（/etc/my.cnf）中，配置如下内容：

 

#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一
server-id=1

#mysql binlog 日志的存储路径和文件名
log-bin=/var/lib/mysql/mysqlbin

#错误日志,默认已经开启
#log-err

#mysql的安装目录
#basedir

#mysql的临时目录
#tmpdir

#mysql的数据存放目录
#datadir

#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=0

#忽略的数据, 指不需要同步的数据库
binlog-ignore-db=mysql

#指定同步的数据库
#binlog-do-db=db01

2） 执行完毕之后，需要重启Mysql：  

systemctl restart mysqld

mysql -uroot -p123456 

 3） 创建同步数据的账户，并且进行授权操作：

设置远程访问。（如果之前设置过就不用在设置了）

 执行语句：grant replication slave on *.* to 'root'@'192.168.19.151' identified by '123456';    
（注意：标红地方，应修改为本地数据库登录密码）

          执行语句： FLUSH privileges;  （刷新MySQL的系统权限相关表）

          完成。

Mysql 8.0.13 开启远程访问权限（ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual th）_GentleCP的博客-CSDN博客

 4） 查看master状态：

show master status;

字段含义：

File : 从哪个日志文件开始推送日志文件 给从节点
Position ： 从哪个位置开始推送日志  从什么位置开始同步
Binlog_Ignore_DB : 指定不需要同步的数据库

2.4.2 从库slave搭建

1） 在 slave 端配置文件（/etc/my.cnf）中，配置如下内容：

#mysql服务端ID,唯一
server-id=2

#指定binlog日志
log-bin=/var/lib/mysql/mysqlbin

2） 执行完毕之后，需要重启Mysql：

systemctl restart mysqld

 mysql -uroot -p123456

3） 执行如下指令 ：slaveof ip port

change master to master_host= '192.168.19.151', master_user='root', master_password='123456', master_log_file='mysqlbin.000001', master_log_pos=157;

 指定当前从库对应的主库的IP地址，用户名，密码，从哪个日志文件开始的那个位置开始同步推送日志。

4） 开启同步操作

start slave;

show slave status\G;

如何解决：

 1.查看主从的server_id变量

show variables like 'server_id';

 

 从上面的情形可知，主从mysql已经使用了不同的server_id

 2.查看auto.cnf文件

找auto.cnf文件文件的位置

find / -name auto.cnf

 

  我们发现两个的UUID相同

3.删除其中一个的auto.cnf文件

 4.重启mysql

systemctl restart mysqld

5.进入mysql

mysql -uroot -p123456

6.指定当前从库对应的主库的IP地址，用户名，密码，从哪个日志文件开始的那个位置开始同步推送日志。

change master to master_host= '192.168.19.151', master_user='root', master_password='123456', master_log_file='mysqlbin.000001', master_log_pos=157; 

 7.开启同步

start slave;

 9.查看同步的状态

show slave status \G;

 10. 停止同步操作

 stop slave;

也可能是密码错误 

测试

主库添加t_user表,从库也自动添加。

主库添加记录，从库也自动添加。

从库添加记录，主库不会添加。