MySQL 主从复制原理

0. 什么是 MySQL 主从复制？

顾名思义，就是数据可以从数据库主节点复制到从节点的一种数据同步机制

为什么需要主从复制？

1. 分担压力同时保证数据一致，降低单机 I/O 频率，提高单机 I/O 性能
2. 数据热备，主机挂了，还有从机可用
3. 用于读写分离，降低锁对性能的影响，即使主库锁表，从库依然可以顺畅访问

1. 主从复制原理浅析

原理：

（1）master 服务器将数据的改变记录二进制 binlog 日志，当 master 上的数据发生改变时，则将其改变写入二进制日志中，记录过程称为 binary log event（二进制日志事件）；

（2）slave服务器会在一定时间间隔内对master二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变，则开始一个 I/OThread 请求master二进制事件

（3）同时主节点为每个 I/O 线程启动一个 dump 线程，用于向其发送二进制事件，并保存至从节点本地的binlog；从节点将启动 SQL 线程从中继日志中读取二进制日志，在本地重放，使得其数据和主节点的保持一致，最后 I/OThread 和 SQLThread 将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒。

线程分工

• 主库的每次写操作会额外启动一个 dump 线程，用来发送二进制事件，即将写操作记录到 binlog
• 从库会也生成两个线程，I/O 线程和 SQL 线程：
  I/O 线程： 负责定时探测主节点的 binlog，如果 binlog 有变化，则将其拷贝下来，并写到从机的 relayLog中；
  SQL 线程：一个 SQL 线程，用于监听本机的 relayLog，relayLog有变化，则将数据同步持久化

注意事项

1. master 将操作语句记录到 binlog 日志中，然后授予slave远程连接的权限（master一定要开启binlog二进制日志功能；通常为了数据安全考虑，slave也开启binlog功能）。
2. slave开启两个线程：IO线程和SQL线程。其中：IO线程负责读取master的binlog内容到中继日志relay log里；SQL线程负责从relay log日志里读出binlog内容，并更新到slave的数据库里，这样就能保证slave数据和master数据保持一致了。

3. Mysql复制最好确保master和slave服务器上的Mysql版本相同（如果不能满足版本一致，那么要保证master主节点的版本低于slave从节点的版本） 5--master和slave两节点间时间需同步

   
   
   主从复制示意

具体步骤：

1、从库通过手工执行change master to 语句连接主库，提供了连接的用户一切条件（user 、password、port、ip），并且让从库知道，二进制日志的起点位置（file名 position 号）； start slave

2、从库的IO线程和主库的dump线程建立连接。

3、从库根据change master to 语句提供的file名和position号，IO线程向主库发起binlog的请求。

4、主库dump线程根据从库的请求，将本地binlog以events的方式发给从库IO线程。

5、从库IO线程接收binlog events，并存放到本地 relay-log 中，传送过来的信息，会记录到 master.info 中

6、从库SQL线程应用relay-log，并且把应用过的记录到 relay-log.info 中，默认情况下，已经应用过的relay 会自动被清理purge

3、mysql主从形式

（一）一主一从

一主一从

（二）主主复制

image

（三）一主多从

一主多从

（四）多主一从

多主一从

（五）联级复制

联级复制

4、mysql主从同步延时分析

mysql的主从复制都是单线程的操作，主库对所有DDL和DML产生的日志写进binlog，由于binlog是顺序写，所以效率很高，slave的sql thread线程将主库的DDL和DML操作事件在slave中重放。DML和DDL的IO操作是随机的，不是顺序，所以成本要高很多，另一方面，由于sql thread也是单线程的，当主库的并发较高时，产生的DML数量超过slave的SQL thread所能处理的速度，或者当slave中有大型query语句产生了锁等待，那么延时就产生了。

解决方案：

1.业务的持久化层的实现采用分库架构，mysql服务可平行扩展，分散压力。

2.单个库读写分离，一主多从，主写从读，分散压力。这样从库压力比主库高，保护主库。

3.服务的基础架构在业务和mysql之间加入memcache或者redis的cache层。降低mysql的读压力。

4.不同业务的mysql物理上放在不同机器，分散压力。

5.使用比主库更好的硬件设备作为slave，mysql压力小，延迟自然会变小。

6.使用更加强劲的硬件设备

复制过程是异步、串行化的，且遵循以下规则：
一个 slave 只能有一个 master；
一个 slave 只能有一个服务器 id；
一个 master 可以有多个 slave。
从主从接入节点开始复制，接入时间点之前的数据不会同步到从数据库