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2025-05-14
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第18章_主从复制

# 第 18 章 主从复制

# 1. 主从复制概述

# 1.1 如何提升数据库并发能力

在实际工作中常常将Redis作为缓存与MySQL配合来使用，当有请求的时候，首先会从缓存中进行查找，如果存在就直接取出。如果不存在再访问数据库，这样就提升了读取的效率，也减少了对后端数据库的访问压力 。Redis 的缓存架构是高并发架构中非常重要的一环。

image-20241121220945881

此外，一般应用对数据库而言都是“读多写少”，也就说对数据库读取数据的压力比较大，有一个思路就是采用数据库集群的方案，做主从架构、进行读写分离，这样同样可以提升数据库的并发处理能力。但并不是所有的应用都需要对数据库进行主从架构的设置，毕竟设置架构本身是有成本的。

如果我们的目的在于提升数据库高并发访问的效率，那么首先考虑的是如何优化 SQL 和索引，这种方式简单有效；其次才是采用缓存的策略，比如使用 Redis 将热点数据保存在内存数据库中，提升读取的效率；最后才是对数据库采用主从架构，进行读写分离。

按照上面的方式进行优化，使用和维护的成本是由低到高的。

# 1.2 主从复制的作用

主从同步设计不仅可以提高数据库的吞吐量，还有以下 3 个方面的作用。

第 1 个作用：读写分离。

我们可以通过主从复制的方式来同步数据，然后通过读写分离提高数据库并发处理能力。

Master_Slave_Replication2.webp

其中一个是 Master 主库，负责写入数据，我们称之为：写库。

其它都是 Slave 从库，负责读取数据，我们称之为：读库。

当主库进行更新的时候，会自动将数据复制到从库中，而在客户端读取数据的时候，会从从库中进行读取。

面对读多写少的需求，采用读写分离的方式，可以实现更高的并发访问。同时还能对从服务器进行负载均衡，让不同的读请求按照策略均匀地分发到不同的从服务器上，让读取更加顺畅。读取顺畅的另一个原因，就是 减少了锁表的影响，比如我们让主库负责写，当主库出现写锁的时候，不会影响到从库进行 SELECT 的读取。

第 2 个作用就是数据备份。

通过主从复制将主库上的数据复制到了从库上，相当于是一种热备份机制，也就是在主库正常运行的情况下进行的备份，不会影响到服务。

第 3 个作用是具有高可用性。

数据备份实际上是一种冗余的机制，通过这种冗余的方式可以换取数据库的高可用性，也就是当服务器出现故障或宕机的情况下，可以切换到从服务器上，保证服务的正常运行。

关于高可用性的程度，我们可以用一个指标衡量，即正常可用时间/全年时间。比如要达到全年 99.999%的时间都可用，就意味着系统在一年中的不可用时间不得超过365*24*60*(1-99.999%)=5.256分钟（含系统崩溃的时间、日常维护操作导致的停机时间等），其他时间都需要保持可用的状态。

实际上，更高的高可用性，意味着需要付出更高的成本代价。在现实中需要结合业务需求和成本来进行选择。

# 2. 主从复制的原理

Slave会从Master读取binlog来进行数据同步。

# 2.1 原理剖析

三个线程

实际上主从同步的原理就是基于 binlog 进行数据同步的。在主从复制过程中，会基于3个线程来操作，一个主库线程，两个从库线程。

Master_Slave_Replication_Process1

二进制日志转储线程(Binlog dump thread)是一个主库线程。当从库线程连接的时候，主库可以将二进制日志发送给从库，当主库读取事件(Event)的时候，会在 Binlog 上加锁，读取完成之后，再将锁释放掉。

从库 I/O 线程 会连接到主库，向主库发送请求更新 Binlog。这时从库的 I/O 线程就可以读取到主库的二进制日志转储线程发送的 Binlog 更新部分，并且拷贝到本地的中继日志(Relay log)。

从库 SQL 线程 会读取从库中的中继日志，并且执行日志中的事件，将从库中的数据与主库保持同步。

Master_Slave_Replication_Process2

注意

  • 不是所有版本的 MySQL 都默认开启服务器的二进制日志。在进行主从同步的时候，需要先检查服务器是否已经开启了二进制日志。
  • 除非特殊指定，默认情况下从服务器会执行所有主服务器中保存的事件。也可以通过配置，使从服务器执行特定的事件。

复制三步骤

步骤 1：Master将写操作记录到二进制日志（binlog）。这些记录叫做二进制日志事件 (binary log events);

步骤 2：Slave将Master的 binary log events 拷贝到它的中继日志（relay log）；

步骤 3：Slave重做中继日志中的事件，将改变应用到自己的数据库中。MySQL 复制是异步的且串行化的，而且重启后从接入点开始复制。

复制的问题

复制的最大问题：延时

# 2.2 复制的基本原则

  • 每个Slave只有一个Master

  • 每个Slave只能有一个唯一的服务器 ID

  • 每个Master可以有多个Slave

# 3. 一主一从架构搭建

一台主机用于处理所有写请求，一台从机负责所有读请求，架构图如下：

master_slave_replication

# 3.1 准备工作

  • 准备 2 台 CentOS 虚拟机
  • 每台虚拟机上需要安装好 MySQL （可以是 MySQL8.0 ）

可以在一台 CentOS 上安装好 MySQL，进而通过克隆的方式复制出 1 台包含 MySQL 的虚拟机。

注意

克隆的方式需要修改新克隆出来主机的：①MAC地址 ②hostname ③IP 地址 ④UUID。

hostname

vim /etc/hostname
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IP 地址和主机的 UUID

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
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MySQLServer 的 UUID

此外，克隆的方式生成的虚拟机（包含 MySQL Server），则克隆的虚拟机 MySQL Server 的 UUID 相同，必须修改，否则在有些场景会报错。比如：show slave status\G，报如下的错误：

Last_IO_Error: Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have
equal MySQL server UUIDs; these UUIDs must be different for replication to work.
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修改 MySQL Server 的 UUID 方式：

vim /var/lib/mysql/auto.cnf
systemctl restart mysqld
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# 3.2 主机配置文件

配置文件/etc/my.cnf

建议 mysql 版本一致且后台以服务运行，主从所有配置项都配置在[mysqld]节点下，且都是小写字母。

具体参数配置如下：

  • 必选
#[必须]主服务器唯一ID
server-id=1

#[必须]启用二进制日志,指名路径。比如：自己本地的路径/log/mysqlbin
# mysql8.0.25实测，此参数也是可选的
log-bin=atguigu-bin
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  • 可选
#[可选] 0（默认）表示读写（主机），1表示只读（从机）
read-only=0

#设置日志文件保留的时长，单位是秒
binlog_expire_logs_seconds=6000

#控制单个二进制日志大小。此参数的最大和默认值是1GB
max_binlog_size=200M

#[可选]设置不要复制的数据库
binlog-ignore-db=test

#[可选]设置需要复制的数据库,默认全部记录。比如：binlog-do-db=atguigu_master_slave
binlog-do-db=需要复制的主数据库名字

#[可选]设置binlog格式
binlog_format=STATEMENT
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binlog-do-db 用于指定需要写入二进制日志的数据库。只有在这个选项中列出的数据库的更改才会记录到二进制日志中。

binlog-do-db 的行为与当前使用的数据库有关，即 USE 语句选择的数据库。如果没有在 USE 中选择目标数据库，即使影响到了 binlog-do-db 指定的数据库，也不会被记录。因为 MySQL 检查的是“当前选中数据库”是否匹配 binlog-do-db，而不是检查 SQL 语句中是否直接涉及了相关的数据库。

重启后台 mysql 服务，使配置生效

注意

  • 先搭建完主从复制，再创建数据库。
  • MySQL 主从复制起始时，从机不继承主机数据。

排除系统库

主从复制，可以排除 mysql 的系统库

replicate-ignore-db = mysql
replicate-ignore-db = information_schema
replicate-ignore-db = performance_schema
replicate-ignore-db = sys
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系统库如 mysql、information_schema、performance_schema 和 sys 包含了元数据、性能统计信息和系统视图，这些数据是特定于每个服务器的，在从库上同步这些数据通常是无意义的。

如果同步 mysql 数据库，可能会导致主从库的用户、权限信息不一致或被覆盖。例如，从库的用户权限可能需要与主库不同。

系统库中的表（如 performance_schema）记录动态性能数据，这些数据更新频繁且仅对本地有意义，同步它们会增加不必要的负载。

binlog 格式设置：

SHOW VARIABLES LIKE 'binlog_format';
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格式 1：STATEMENT模式（基于 SQL 语句的复制(statement-based replication, SBR)）

binlog_format=STATEMENT
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每一条会修改数据的 sql 语句会记录到 binlog 中。这是默认的 binlog 格式。

  • SBR 的优点：
    • 历史悠久，技术成熟
    • 不需要记录每一行的变化，减少了 binlog 日志量，文件较小
    • binlog 中包含了所有数据库更改信息，可以据此来审核数据库的安全等情况
    • binlog 可以用于实时的还原，而不仅仅用于复制
    • 主从版本可以不一样，从服务器版本可以比主服务器版本高
  • SBR 的缺点：
    • 不是所有的 UPDATE 语句都能被复制，尤其是包含不确定操作的时候
  • 使用以下函数的语句也无法被复制：LOAD_FILE()、UUID()、USER()、FOUND_ROWS()、SYSDATE() （除非启动时启用了 --sysdate-is-now 选项）
    • INSERT ... SELECT 会产生比 RBR 更多的行级锁
    • 复制需要进行全表扫描（WHERE 语句中没有使用到索引）的 UPDATE 时，需要比 RBR 请求更多的行级锁
    • 对于有 AUTO_INCREMENT 字段的 InnoDB 表而言，INSERT 语句会阻塞其他 INSERT 语句
    • 对于一些复杂的语句，在从服务器上的耗资源情况会更严重，而 RBR 模式下，只会对那个发生变化的记录产生影响
    • 执行复杂语句如果出错的话，会消耗更多资源
    • 数据表必须几乎和主服务器保持一致才行，否则可能会导致复制出错

② ROW 模式（基于行的复制(row-based replication, RBR)）

binlog_format=ROW
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5.1.5 版本的 MySQL 才开始支持，不记录每条 sql 语句的上下文信息，仅记录哪条数据被修改了，修改成什 么样了。

  • RBR 的优点：
    • 任何情况都可以被复制，这对复制来说是最安全可靠的。（比如：不会出现某些特定情况下的存储过程、function、trigger 的调用和触发无法被正确复制的问题）
    • 多数情况下，从服务器上的表如果有主键的话，复制就会快了很多
    • 复制以下几种语句时的行锁更少：INSERT ... SELECT、包含 AUTO_INCREMENT 字段的 INSERT、没有附带条件或者并没有修改很多记录的 UPDATE 或 DELETE 语句
    • 执行 INSERT，UPDATE，DELETE 语句时锁更少
    • 从服务器上采用多线程来执行复制成为可能
  • RBR 的缺点：
    • binlog 大了很多
    • 复杂的回滚时 binlog 中会包含大量的数据
    • 主服务器上执行 UPDATE 语句时，所有发生变化的记录都会写到 binlog 中，而 SBR 只会写一次，这会导致频繁发生 binlog 的并发写问题
    • 无法从 binlog 中看到都复制了些什么语句

③ MIXED 模式（混合模式复制(mixed-based replication, MBR)）

binlog_format=MIXED
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从 5.1.8 版本开始，MySQL 提供了 Mixed 格式，实际上就是 Statement 与 Row 的结合。

在 Mixed 模式下，一般的语句修改使用 statment 格式保存 binlog。如一些函数，statement 无法完成主从复制的操作，则采用 row 格式保存 binlog。

MySQL 会根据执行的每一条具体的 sql 语句来区分对待记录的日志形式，也就是在 Statement 和 Row 之间选择一种。

# 3.3 从机配置文件

要求主从所有配置项都配置在my.cnf的[mysqld]栏位下，且都是小写字母。

  • 必选
#[必须]从服务器唯一ID
server-id=2
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  • 可选
#[可选]启用中继日志
relay-log=mysql-relay
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重启后台 mysql 服务，使配置生效。

# 3.4 主机：建立账户并授权

# 5.5,5.7
# 在主机 MySQL里执行授权主从复制的命令
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'从机器数据库 IP' IDENTIFIED BY 'abc123';
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注意：如果使用的是 MySQL8，需要如下的方式建立账户，并授权 slave：

CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
# 查看用户
SHOW create user slave1;

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';

# 查看权限
SHOW GRANTS FOR 'slave1'@'%';

#此语句必须执行。否则见下面。
#在my.cnf中设置default_authentication_plugin=mysql_native_password也可以
ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';

flush privileges;
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在从机执行 `show slave status\G` 时报错：

Last_IO_Error: error connecting to master 'slave1@192.168.1.150:3306' - retry-time:60 retries:1 message: Authentication plugin 'caching_sha2_password' reported error:Authentication requires secure connection.

查询 Master 的状态，并记录下 File 和 Position 的值。

show master status;
# 8.4版命令
SHOW BINARY LOG STATUS;
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File          | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| binlog.000005 |      851 |              |                  |                   |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
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记录下 File 和 Position 的值

注意

执行完此步骤后不要再操作主服务器 MySQL，防止主服务器状态值变化。

# 3.5 从机：配置需要复制的主机

步骤 1：从机上复制主机的命令

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='主机的IP地址',
MASTER_USER='主机用户名',
MASTER_PASSWORD='主机用户名的密码',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.具体数字',
MASTER_LOG_POS=具体值;

# 加此参数，可以不用更改mysql的密码插件
MASTER_SSL=1;

# mysql8.0
CHANGE REPLICATION SOURCE TO
SOURCE_HOST = '主库IP地址',
SOURCE_PORT = 主库端口号,
SOURCE_USER = '复制用户',
SOURCE_PASSWORD = '复制用户密码',
SOURCE_LOG_FILE = '日志文件名',
SOURCE_LOG_POS = 日志文件位置,
SOURCE_SSL = 1;
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如果报以下错误，说明以前配置过从库，从库还在运行，需要先停止

ERROR 1198 (HY000): This operation cannot be performed with a running slave; run STOP SLAVE first
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mysql> STOP SLAVE;
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步骤 2：启动 slave 同步 START SLAVE;

#启动slave同步
START SLAVE;
#或者
START REPLICA;
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如果报以下错误，说明存在以前的中继日志，需要先重置

ERROR 1872 (HY000): Slave failed to initialize relay log info structure from the repository
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可以执行如下操作，删除之前的 relay_log 信息。然后重新执行CHANGE MASTER TO ...语句即可。

reset slave; # 删除SLAVE数据库的relaylog日志文件，并重新启用新的relaylog文件
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重置从机配置

# 必须先停止从机复制，才能重置从机的配置
STOP REPLICA;
# 重置从机的配置
RESET SLAVE;
RESET SLAVE ALL;
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RESET SLAVE 作用：清除从库的复制状态，但不删除 MASTER_HOST 等主库配置信息。

  • 删除从库中保存的二进制日志的相关位置和状态。
  • 但保留通过 CHANGE MASTER TO 配置的主库信息（如 MASTER_HOST、MASTER_USER、MASTER_PASSWORD 等）

RESET SLAVE ALL 作用：清除从库的复制状态，同时删除所有主库配置信息。

  • 删除从库中保存的二进制日志相关位置和状态。
  • 清除主库配置信息（MASTER_HOST、MASTER_USER、MASTER_PASSWORD、MASTER_LOG_FILE 等）。
  • 完全将从库恢复到未配置复制的初始状态。

接着，查看同步状态：

SHOW SLAVE STATUS\G;
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# 如果两个结果都是yes，说明从机同步成功
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
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显式如下的情况，就是不正确的。可能错误的原因有：

Slave_IO_Running: Connecting
Slave_SQL_Running: Yes
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  • 网络不通
  • 账户密码错误
  • 防火墙
  • mysql 配置文件问题
  • 连接服务器时语法
  • 主服务器 mysql 权限

# 3.6 查看主从同步情况

SHOW SLAVE STATUS\G;
# 新版命令
SHOW REPLICA STATUS\G
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  • Replica_IO_Running: IO 线程是否运行。
  • Replica_SQL_Running: SQL 线程是否运行。
# 如果两个结果都是yes，说明从机同步成功
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
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  • Replica_IO_State: IO 线程的状态，显示是否正在从主库读取 binlog。

  • Seconds_Behind_Master: 副本与主库的延迟时间，单位为秒。

  • Last_IO_Error / Last_SQL_Error: 最近一次 IO 或 SQL 错误的信息。如果从机同步失败查看此参数。

# 3.7 测试

主机新建库、新建表、insert 记录，从机复制：

CREATE DATABASE dbtest_master_slave;
USE dbtest_master_slave;

CREATE TABLE test(id INT,NAME VARCHAR(16));
INSERT INTO test VALUES(1,'zhang3');
INSERT INTO test VALUES(2,@@hostname);
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SHOW VARIABLES LIKE 'hostname';
SELECT @@hostname;
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# 3.8 停止主从同步

stop slave;
# 新版命令
stop replica;
# 清除从服务器主从复制的配置
# 必须先停止主从复制，才能清除配置
reset replica all
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# 删除Master中所有的binglog文件，并将日志索引文件清空，重新开始所有新的日志文件
# (慎用) 一般不需要执行此命令
reset master;
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# 3.8 搭建主从架构常见问题

# 3.8.1 caching_sha2_password

SHOW SLAVE STATUS\G
Last_IO_Error: Authentication plugin 'caching_sha2_password' reported error: Authentication requires secure connection
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mysql8.0 以后，caching_sha2_password 成为了默认的用户认证插件。MySQL 主从服务器之间的用户认证也使用此插件。这种认证方式默认要求加密连接（如 SSL/TLS），以提高安全性。如果未启用加密连接，从库在同步时会报此错误。

可能报错 Access denied for user 'slave1'@'xxx' (using password: YES)

这个也可能是 SSL 连接的问题

处理方案

  • 方法一：在主服务器上修改认证插件
ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH 'mysql_native_password' BY 'your_password';
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修改 my.cnf 文件，启动mysql_native_password插件

[mysqld]
mysql_native_password=ON
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  • 方案二：从机CHANGE MASTER命令配置 SSL 连接参数
CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='主机的IP地址',
MASTER_USER='主机用户名',
MASTER_PASSWORD='主机用户名的密码',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.具体数字',
MASTER_LOG_POS=具体值;
MASTER_SSL=1;
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提示

  1. 只要执行过一次，就算之后RESET REPLICA ALL
  2. 第二次 change master 就不要加 MASTER_SSL=1;了
  • 禁用加密连接要求

如果确定主从连接在受信任的网络环境中运行，可以禁用加密连接要求。

这个方法在对插件caching_sha2_password 无效，默认就是REQUIRE NONE

但是改为REQUIRE SSL，必须要求从机使用MASTER_SSL=1;，否则报错Access denied for user 'slave1'@'xxx' (using password: YES)

在主库上修改用户认证的安全连接需求

ALTER USER 'slave1'@'%' REQUIRE NONE; # 默认的
show create user slave1; # 可以查看默认值
ALTER USER 'slave1'@'%' REQUIRE SSL;
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此命令不改变加密插件的类型，可以通过如下命令验证

SELECT user, host, plugin
FROM mysql.user
WHERE user = 'slave1' AND host = '192.168.1.91';
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# 3.8.2 联通性问题

Slave_IO_Running: Connecting
Slave_SQL_Running: Yes
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在从库服务器尝试手动连接主库，确认网络连通性和用户认证是否正常

mysql -h <ip> -P 3306 -u slave1 -p
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# 3.9 后续

搭建主从复制：双主双

一个主机 m1 用于处理所有写请求，它的从机 s1 和另一台主机 m2 还有它的从机 s2 负责所有读请求。当 m1 主机宕机后，m2 主机负责写请求，m1、m2 互为备机。架构图如下：

master_master_replication

image-20241202211244895

# 4. 同步数据一致性问题

主从同步的要求：

  • 读库和写库的数据一致（最终一致）；
  • 写数据必须写到写库；
  • 读数据必须到读库（不一定）；

# 4.1 理解主从延迟问题

进行主从同步的内容是二进制日志，它是一个文件，在进行网络传输的过程中就一定会存在主从延迟（比如 500ms），这样就可能造成用户在从库上读取的数据不是最新的数据，也就是主从同步中的数据不一致性问题。

举例：导致主从延迟的时间点主要包括以下三个:

  • 主库 A 执行完成一个事务，写入 binlog，我们把这个时刻记为 T1;
  • 之后传给从库 B，我们把从库 B 接收完这个 binlog 的时刻记为 T2;
  • 从库 B 执行完成这个事务，我们把这个时刻记为 T3。

# 4.2 主从延迟问题原因

在网络正常的时候，日志从主库传给从库所需的时间是很短的，即 T2-T1 的值是非常小的。即，网络正常情况下，主备延迟的主要来源是备库接收完 binlog 和执行完这个事务之间的时间差。

主备延迟最直接的表现是，从库消费中继日志(relay log)的速度，比主库生产 binlog 的速度要慢。造成原因：

  • 从库的机器性能比主库要差
  • 从库的压力大
  • 大事务的执行

举例 1：一次性用 delete 语句删除太多数据

结论：后续再删除数据的时候，要控制每个事务删除的数据量，分成多次删除。

举例 2：一次性用 insert...select 插入太多数据

举例 3： 大表 DDL

比如在主库对一张 500W 的表添加一个字段耗费了 10 分钟，那么从节点上也会耗费 10 分钟。

# 4.3 如何减少主从延迟

若想要减少主从延迟的时间，可以采取下面的办法：

  1. 降低多线程大事务并发的概率，优化业务逻辑
  2. 优化 SQL，避免慢 SQL，减少批量操作，建议写脚本以 update-sleep 这样的形式完成。
  3. 提高从库机器的配置，减少主库写 binlog 和从库读 binlog 的效率差。
  4. 尽量采用短的链路，也就是主库和从库服务器的距离尽量要短，提升端口带宽，减少 binlog 传输的网络延时。
  5. 实时性要求的业务读强制走主库，从库只做灾备，备份。

# 4.4 如何解决一致性问题

如果操作的数据存储在同一个数据库中，那么对数据进行更新的时候，可以对记录加写锁，这样在读取的时候就不会发生数据不一致的情况。但这时从库的作用就是备份，并没有起到读写分离，分担主库读压力的作用。

image-20241202222315787.webp

读写分离情况下，解决主从同步中数据不一致的问题，就是解决主从之间数据复制方式的问题，如果按照数据一致性从弱到强来进行划分，有以下 3 种复制方式。

# 方法 1：异步复制

异步模式就是客户端提交 COMMIT 之后不需要等从库返回任何结果，而是直接将结果返回给客户端，这样做的好处是不会影响主库写的效率，但可能会存在主库宕机，而 Binlog 还没有同步到从库的情况，也就是此时的主库和从库数据不一致。这时候从从库中选择一个作为新主，那么新主则可能缺少原来主服务器中已提交的事务。所以，这种复制模式下的数据一致性是最弱的。

image-20241202222315789

# 方法 2：半同步复制

MySQL5.5 版本之后开始支持半同步复制的方式。原理是在客户端提交 COMMIT 之后不直接将结果返回给客户端，而是等待至少有一个从库接收到了 Binlog，并且写入到中继日志中，再返回给客户端。

这样做的好处就是提高了数据的一致性，当然相比于异步复制来说，至少多增加了一个网络连接的延迟，降低了主库写的效率。

在 MySQL5.7 版本中还增加了一个rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count参数，可以对应答的从库数量进行设置，默认为1，也就是说只要有 1 个从库进行了响应，就可以返回给客户端。如果将这个参数调大，可以提升数据一致性的强度，但也会增加主库等待从库响应的时间。【以时间换取一致性】

image-20241202213125944

# 方法 3：组复制

异步复制和半同步复制都无法最终保证数据的一致性问题，半同步复制是通过判断从库响应的个数来决定是否返回给客户端，虽然数据一致性相比于异步复制有提升，但仍然无法满足对数据一致性要求高的场景，比如金融领域。MGR 很好地弥补了这两种复制模式的不足。

组复制技术，简称 MGR(MySQL Group Replication)。是 MySQL 在 5.7.17 版本中推出的一种新的数据复制技术，这种复制技术是基于 Paxos 协议的状态机复制。

MGR 是如何工作的

首先我们将多个节点共同组成一个复制组，在执行读写(RW)事务的时候，需要通过一致性协议层 （Consensus 层）的同意，也就是读写事务想要进行提交，必须要经过组里“大多数人”（对应 Node 节点）的同意，大多数指的是同意的节点数量需要大于(N/2+1)，这样才可以进行提交，而不是原发起方一个说了算。而针对只读(RO)事务则不需要经过组内同意，直接 COMMIT 即可。

在一个复制组内有多个节点组成，它们各自维护了自己的数据副本，并且在一致性协议层实现了原子消息和全局有序消息，从而保证组内数据的一致性。

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MGR 将 MySQL 带入了数据强一致性的时代，是一个划时代的创新，其中一个重要的原因就是 MGR 是基于 Paxos 协议的。Paxos 算法是由 2013 年的图灵奖获得者 Leslie Lamport 于 1990 年提出的，有关这个算法的决策机制可以搜一下。事实上，Paxos 算法提出来之后就作为分布式一致性算法被广泛应用，比如 Apache 的 ZooKeeper 也是基于 Paxos 实现的。

# 5. 知识延伸

在主从架构的配置中，如果想要采取读写分离的策略，我们可以自己编写程序，也可以通过第三方的中间件来实现。

  • 自己编写程序的好处就在于比较自主，我们可以自己判断哪些查询在从库上来执行，针对实时性要求高的需求，我们还可以考虑哪些查询可以在主库上执行。同时，程序直接连接数据库，减少了中间件层，相当于减少了性能损耗。
  • 采用中间件的方法有很明显的优势，功能强大，使用简单。但因为在客户端和数据库之间增加了中间件层会有一些性能损耗，同时商业中间件也是有使用成本的。我们也可以考虑采取一些优秀的开源工具。

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① Cobar 属于阿里 B2B 事业群，始于 2008 年，在阿里服役 3 年多，接管 3000+个 MySQL 数据库的 schema,集群日处理在线 SQL 请求 50 亿次以上。由于 Cobar 发起人的离职，Cobar 停止维护。

② Mycat 是开源社区在阿里 cobar 基础上进行二次开发，解决了 cobar 存在的问题，并且加入了许多新的功能在其中。青出于蓝而胜于蓝

③ OneProxy 基于 MySQL 官方的 proxy 思想利用 c 语言进行开发的，OneProxy 是一款商业收费的中间件。舍弃了一些功能，专注在性能和稳定性上。

④ kingshard 由小团队用 go 语言开发，还需要发展，需要不断完善。

⑤ Vitess 是 Youtube 生产在使用，架构很复杂。不支持 MySQL 原生协议，使用需要大量改造成本。

⑥ Atlas 是 360 团队基于 mysql proxy 改写，功能还需完善，高并发下不稳定。

⑦ MaxScale 是 mariadb（MySQL 原作者维护的一个版本）研发的中间件

⑧ MySQLRoute 是 MySQL 官方 Oracle 公司发布的中间件

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主备切换：

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