MySQL- 技术专题 - 主从复制原理
主从复制简介
生产中,为了解决Mysql的单点故障已经提高MySQL的整体服务性能,一般都会采用「主从复制」。
比如:在复杂的业务系统中,有一句sql执行后导致锁表,并且这条sql的的执行时间有比较长,那么此sql执行的期间导致服务不可用,这样就会严重影响用户的体验度。
主从复制中分为「主服务器(master)「和」从服务器(slave)」,「主服务器负责写,而从服务器负责读」,Mysql的主从复制的过程是一个「异步的过程」。
这样读写分离的过程能够是整体的服务性能提高,即使写操作时间比较长,也不影响读操作的进行。
主从复制的原理
首先放一张Mysql主从复制的原理图,总的来说Mysql的主从复制原理还是比较好理解的,原理非常的简单。
Mysql的主从复制中主要有三个线程:master(binlog dump thread)、slave(I/O thread 、SQL thread)
,Master一条线程和Slave中的两条线程。
master(binlog dump thread)
主要负责Master库中有数据更新的时候,会按照binlog
格式,将更新的事件类型写入到主库的binlog
文件中。
并且,Master会创建log dump
线程通知Slave主库中存在数据更新,这就是为什么主库的binlog日志一定要开启的原因。
I/O thread
线程在Slave中创建,该线程用于请求Master,Master会返回binlog的名称以及当前数据更新的位置、binlog文件位置的副本。
然后,将binlog
保存在 「relay log(中继日志)」 中,中继日志也是记录数据更新的信息。
SQL线程也是在Slave中创建的,当Slave检测到中继日志有更新,就会将更新的内容同步到Slave数据库中,这样就保证了主从的数据的同步。
以上就是主从复制的过程,当然,主从复制的过程有不同的策略方式进行数据的同步,主要包含以下几种:
「同步策略」:Master会等待所有的Slave都回应后才会提交,这个主从的同步的性能会严重的影响。
「半同步策略」:Master至少会等待一个Slave回应后提交。
「异步策略」:Master不用等待Slave回应就可以提交。
「延迟策略」:Slave要落后于Master指定的时间。
对于不同的业务需求,有不同的策略方案,但是一般都会采用最终一致性,不会要求强一致性,毕竟强一致性会严重影响性能。
主从搭建
下面我们就来实操搭建主从,使用的是两台centos7并且安装的是Mysql 8来搭建主从,有一台centos 7然后直接克隆就行了。
(1)首先检查centos 7里面的Mysql安装包和依赖包:
执行后,在我本机上的显示如下:
(2)接着可以删除上面的安装包和依赖包:
(3)继续检查一下是否存在Mariadb,若是存在直接删除Mariadb
(4)然后,就是删除Mysql的配置文件,可以使用下面的命令查找Msqyl配置文件的路径:
在我本机上的显示的Mysql配置文件的路径如下:
(5)然后,通过下面的命令,将他们逐一删除:
(6)接着就开始安装Mysql 8了,使用wget命令下载Mysql 8的repo源,并且执行安装:
安装完后会在/etc/yum.repos.d/目录下生成下面的两个文件,说明安装成功了:
image
(7)安装完Mysql8后,接着来更新一下yum源,并且查看yum仓库中的Mysql:
(8)可以查看到仓库中存在mysql-community-server.x86_64,直接安装就行了:
(9)接着启动Mysql,并检查Mysql的状态:
确保查看Mysql的状态是active(running)
,表示正在运行,并且配置一下Mysql开机启动:
image
(10)因为Mysql是新安装的,所以要修改一下初始密码,先查看一下初始密码:
你可能找出来有多个,可能是你之前安装卸载后的文件没有删干净,这里你就直接看时间,时间对应你现在的时间,就是你的初始密码:
image
(11)然后使用初始密码,登陆数据库,并且修改密码:
(12)此时在创建一个可以用于给两一台centos连接的用户,默认的root用户只有本机才能连接:
(13)测试:到这里就Mysql的安装教程就就讲完了,可以测试一下,两台centos是否可以ping通:
image
我这里的两台机是可以互通的,Master:192.168.163.156,Slave:192.168.163.155
,并且Slave使用下面的命令可以登陆到Master的Mysql:
确保了这两项测试成功后,就可以进行下面的主从搭建了。
(14)我这里使用的使用两台centos 7的vmware的ip分别是192.168.163.155(Slave)
和192.168.163.156(Master)
作为测试,首先在192.168.163.156(Master)中创建一个测试库test:
(15)然后编辑Master中的my.cnf文件,此文件位于/etc/my.cnf,执行下面的sql,并添加下面的信息:
(16)配置完后重启Mysql服务,并查看Mysql的log_bin日志是否启动成功:
(17)接着查看Master的状态:
image
这两个数据File
和Position
要记住,后面配置Slave的时候要使用到这两个数据。
(18)最后登陆Master的数据库,并创建一个用户用于同步数据:
到这里Master的配置就配置完了,后面就进行Slave的配置。
(19)在Slave中同样要创建test数据库,并且授权给test用户:
(20)接着编辑Slave中my.cnf文件,同样是在/etc/my.cnf路径下,加入如下配置:
(21)并且重启Slave中的Mysql服务:
(22)在Slave中添加Master的信息:
(23)最后查看Slave的状态:
image
当看到Slave_IO_Running
和Slave_SQL_Running
都是yes的时候,这表示主从配置成功。
「Slave_IO_Running也就是Slave中的IO线程用于请求Master,Slave_SQL_Running时sql线程将中继日志中更新日志同步到Slave数据库中。」
但是,有时候Slave_IO_Running会为no,而Slave_SQL_Running为yes,这时候需要检查一下原因,因为我自己初次搭建的时候,也是出现这个问题。
首先看重启一下Slave
的MySQL服务:systemctl restart mysqld
,然后执行:
这样就能够使Slave_IO_Running
和Slave_SQL_Running
显示都是yes了。
(24)最后就是测试了,测试使用的是之前创建的test库,Master是用来写的,在Master的test库中随机创建一个表,你会发现Slave也会有这个表,插入数据也一样,都会被同步到Slave中。
主从面试
❝
Mysql主从有什么优点?为什么要选择主从?
❞
高性能方面:主从复制通过水平扩展的方式,解决了原来单点故障的问题,并且原来的并发都集中到了一台Mysql服务器中,现在将单点负载分散到了多台机器上,实现读写分离,不会因为写操作过长锁表而导致读服务不能进行的问题,提高了服务器的整体性能。
可靠性方面:主从在对外提供服务的时候,若是主库挂了,会有通过主从切换,选择其中的一台Slave作为Master;若是Slave挂了,还有其它的Slave提供读服务,提高了系统的可靠性和稳定性。
❝
若是主从复制,达到了写性能的瓶颈,你是怎么解决的呢?
❞
主从模式对于写少读多的场景确实非常大的优势,但是总会写操作达到瓶颈的时候,导致性能提不上去。
这时候可以在设计上进行解决采用分库分表的形式,对于业务数据比较大的数据库可以采用分表,使得数据表的存储的数据量达到一个合理的状态。
也可以采用分库,按照业务进行划分,这样对于单点的写,就会分成多点的写,性能方面也就会大大提高。
❝
主从复制的过程有数据延迟怎么办?导致Slave被读取到的数据并不是最新数据。
❞
主从复制有不同的复制策略,对于不同的场景的适应性也不同,对于数据的实时性要求很高,要求强一致性,可以采用同步复制策略,但是这样就会性能就会大打折扣。
若是主从复制采用异步复制,要求数据最终一致性,性能方面也会好很多。只能说,对于数据延迟的解决方案没有最好的方案,就看你的业务场景中哪种方案使比较适合的。
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