MySQL復制優點、原理詳解

2024-07-25 19:08:03

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復制是將主數據庫的DDL和DML操作通過二進制日志傳到從庫上，然后再從庫重做，從而使得從庫和主庫保持數據的同步。MySQL可以從一臺主庫同時向多臺從庫進行復制，從庫同時也可以作為其他從庫的主庫，實現鏈式復制。

MySQL復制的優點：

主庫故障，可以快速切換至從庫提供服務；
在從庫執行查詢操作，降低主庫的訪問壓力；
在從庫執行備份，避免備份期間對主庫影響；

MySQL復制原理

1、MySQL主庫在事務提交時會把數據變更作為事件Events記錄在Binlog中，主庫上的sync_binlog參數控制Binlog日志刷新到磁盤；

2、主庫推送Binlog中的事件到從庫的Relay Log，之后從庫根據Relay Log進行重做，通過邏輯復制來達到主從庫的數據一致；

MySQL通過3個線程來完成主從庫間的數據復制：其中Binlog Dump線程運行在主庫上，I/O線程和SQL線程運行在從庫上。當在從庫啟動復制（Start Slave）時，首先創建I/O線程連接主庫，主庫隨后創建Binlog Dump線程讀取數據庫事件并發送給I/O線程，I/O線程獲取到事件數據后更新到從庫的Relay Log中，之后從庫上的SQL線程讀取Relay Log中更新的數據庫事件并應用，

如下圖所示：

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查看主庫：

mysql> show processlist/G; *************************** 1. row ***************************    Id: 3   User: root   Host: 10.24.33.187:54194    db: NULL Command: Sleep   Time: 176  State:    Info: NULL *************************** 2. row ***************************    Id: 4   User: root   Host: 10.24.33.187:54195    db: NULL Command: Sleep   Time: 176  State:    Info: NULL *************************** 3. row ***************************    Id: 8   User: root   Host: localhost    db: test Command: Query   Time: 0  State: starting   Info: show processlist *************************** 4. row ***************************    Id: 12   User: repl   Host: dsz884.hcg.homecredit.net:39731    db: NULL Command: Binlog Dump  --Binlog Dump線程   Time: 87  State: Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates --由此可見，以“推送”的方式同步   Info: NULL 4 rows in set (0.00 sec)  ERROR:  No query specified

查看備庫：

mysql> show processlist/G; *************************** 1. row ***************************    Id: 1   User: system user   Host:     db: NULL Command: Connect   Time: 4427  State: Waiting for master to send event   Info: NULL *************************** 2. row ***************************    Id: 2   User: system user   Host:     db: NULL Command: Connect   Time: 2044  State: Slave has read all relay log; waiting for more updates   Info: NULL

由此可見，MySQL復制是異步的，從庫和主庫存在一定的延時。

復制相關的日志

1、BinlogBinlog會記錄mysql中所有的數據修改操作，可以通過如下方式查看Binlog的格式，對應有三種，分別為Statement、Row和Mixed：

mysql> show variables like '%binlog_format%'; +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | binlog_format | ROW  | +---------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)

2、Relay LogRelay Log的文件格式、內容和Binlog一樣，唯一區別是從庫上的SQL線程執行完當前Relay Log中的事件后，SQL線程會自動刪除該Relay Log，從而釋放空間。為保證從庫Crash重啟后，從庫的I/O線程和SQL線程仍能知道從哪里開始復制，從庫默認會創建兩個日志文件master.info和relay-log.info來保存復制的進度，這兩個文件分別記錄了從庫的I/O線程當前讀取主庫Binlog的進度和SQL線程應用Relay Log的進度。

mysql> show slave status /G; *************************** 1. row ***************************         Slave_IO_State: Waiting for master to send event          Master_Host: 10.24.33.186 --主庫IP          Master_User: repl --主庫用于主從復制的用戶賬號          Master_Port: 3306 --主庫端口         Connect_Retry: 60         Master_Log_File: mysql-bin.000005 --從庫I/O線程當前讀取主庫Binlog文件名      Read_Master_Log_Pos: 4356 --從庫I/O線程讀取主庫Binlog的位置         Relay_Log_File: strong-relay-bin.000006 --SQL線程正在應用的Relay Log         Relay_Log_Pos: 320 --Relay Log的位置     Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000005 --Relay Log對應的Binlog        Slave_IO_Running: Yes       Slave_SQL_Running: Yes        Replicate_Do_DB:       Replicate_Ignore_DB:        Replicate_Do_Table:      Replicate_Ignore_Table:     Replicate_Wild_Do_Table:   Replicate_Wild_Ignore_Table:            Last_Errno: 0           Last_Error:           Skip_Counter: 0      Exec_Master_Log_Pos: 4356 --SQL線程正在應用Relay Log的位置對應的Binlog的位置        Relay_Log_Space: 1153        Until_Condition: None         Until_Log_File:          Until_Log_Pos: 0       Master_SSL_Allowed: No       Master_SSL_CA_File:        Master_SSL_CA_Path:         Master_SSL_Cert:        Master_SSL_Cipher:          Master_SSL_Key:      Seconds_Behind_Master: 0 Master_SSL_Verify_Server_Cert: No         Last_IO_Errno: 0         Last_IO_Error:          Last_SQL_Errno: 0         Last_SQL_Error:   Replicate_Ignore_Server_Ids:         Master_Server_Id: 1          Master_UUID: 2a3e3fd9-0587-11e8-bdb8-0800272325a8        Master_Info_File: /usr/local/mysql-5.7.21-el7-x86_64/data/master.info           SQL_Delay: 0      SQL_Remaining_Delay: NULL    Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates       Master_Retry_Count: 86400          Master_Bind:     Last_IO_Error_Timestamp:     Last_SQL_Error_Timestamp:          Master_SSL_Crl:        Master_SSL_Crlpath:        Retrieved_Gtid_Set:        Executed_Gtid_Set:          Auto_Position: 0      Replicate_Rewrite_DB:           Channel_Name:        Master_TLS_Version:  1 row in set (0.00 sec)  ERROR:  No query specified  mysql>

MySQL復制方式

Binlog的格式有三種，分別對應了MySQL復制的3種技術。

MySQL復制架構

MySQL復制的常見架構有一主多從復制架構、多級復制架構和雙主復制（Dual Master）架構。

1、一主多從架構在主庫讀請求壓力非常大的場景下，通過配置一主多從復制架構實現讀寫分離，把對實時性要求不是特別高的讀取請求通過負載均衡分布到多個從庫上，從而降低主庫的讀取壓力，如圖：

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2、多級復制架構一主多從架構能解決大部分讀請求壓力特別大的場景的需求，由于MySQL的復制是主庫推送Binlog到從庫，主庫的I/O壓力和網絡壓力會隨著從庫的增加而增加（每個從庫都會在主庫上有一個獨立的Binlog Dump線程來發送Binlog事件），而多級復制架構解決了一主多從場景下，主庫額外的I/O和網絡壓力的場景，如圖：

3、雙主復制/Dual Master架構雙主復制/Dual Master架構特別適合于DBA做維護需要主從切換的場景，通過該架構避免了重復搭建從庫的麻煩，如圖：

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