小白都能懂的Mysql主從復(fù)制原理（原理+實(shí)操）

作者丨黎杜

來源丨黎杜編程

主從復(fù)制簡介

在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了解決Mysql的單點(diǎn)故障已經(jīng)提高M(jìn)ySQL的整體服務(wù)性能，一般都會采用「主從復(fù)制」。

比如：在復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，有一句sql執(zhí)行后導(dǎo)致鎖表，并且這條sql的的執(zhí)行時(shí)間有比較長，那么此sql執(zhí)行的期間導(dǎo)致服務(wù)不可用，這樣就會嚴(yán)重影響用戶的體驗(yàn)度。

主從復(fù)制中分為「主服務(wù)器（master）「和」從服務(wù)器（slave）」，「主服務(wù)器負(fù)責(zé)寫，而從服務(wù)器負(fù)責(zé)讀」，Mysql的主從復(fù)制的過程是一個(gè)「異步的過程」。

這樣讀寫分離的過程能夠是整體的服務(wù)性能提高，即使寫操作時(shí)間比較長，也不影響讀操作的進(jìn)行。

主從復(fù)制的原理

首先放一張Mysql主從復(fù)制的原理圖，總的來說Mysql的主從復(fù)制原理還是比較好理解的，原理非常的簡單。

Mysql的主從復(fù)制中主要有三個(gè)線程：master（binlog dump thread）、slave（I/O thread 、SQL thread），Master一條線程和Slave中的兩條線程。

master（binlog dump thread）主要負(fù)責(zé)Master庫中有數(shù)據(jù)更新的時(shí)候，會按照binlog格式，將更新的事件類型寫入到主庫的binlog文件中。

并且，Master會創(chuàng)建log dump線程通知Slave主庫中存在數(shù)據(jù)更新，這就是為什么主庫的binlog日志一定要開啟的原因。

I/O thread線程在Slave中創(chuàng)建，該線程用于請求Master，Master會返回binlog的名稱以及當(dāng)前數(shù)據(jù)更新的位置、binlog文件位置的副本。

然后，將binlog保存在 「relay log（中繼日志）」 中，中繼日志也是記錄數(shù)據(jù)更新的信息。

SQL線程也是在Slave中創(chuàng)建的，當(dāng)Slave檢測到中繼日志有更新，就會將更新的內(nèi)容同步到Slave數(shù)據(jù)庫中，這樣就保證了主從的數(shù)據(jù)的同步。

以上就是主從復(fù)制的過程，當(dāng)然，主從復(fù)制的過程有不同的策略方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，主要包含以下幾種：

1. 「同步策略」：Master會等待所有的Slave都回應(yīng)后才會提交，這個(gè)主從的同步的性能會嚴(yán)重的影響。
2. 「半同步策略」：Master至少會等待一個(gè)Slave回應(yīng)后提交。
3. 「異步策略」：Master不用等待Slave回應(yīng)就可以提交。
4. 「延遲策略」：Slave要落后于Master指定的時(shí)間。

對于不同的業(yè)務(wù)需求，有不同的策略方案，但是一般都會采用最終一致性，不會要求強(qiáng)一致性，畢竟強(qiáng)一致性會嚴(yán)重影響性能。

主從搭建

下面我們就來實(shí)操搭建主從，使用的是兩臺centos7并且安裝的是Mysql 8來搭建主從，有一臺centos 7然后直接克隆就行了。

（1）首先檢查centos 7里面的Mysql安裝包和依賴包：

rpm?-qa?|grep?mysql

執(zhí)行后，在我本機(jī)上的顯示如下：

（2）接著可以刪除上面的安裝包和依賴包：

sudo?yum?remove?mysql*

（3）繼續(xù)檢查一下是否存在Mariadb，若是存在直接刪除Mariadb

//?檢查是否存在Mariadb
rpm?-qa?|grep?mariadb
//?刪除Mariadb
sudo?rpm?-e?--nodeps?mariadb-libs-5.5.56-2.el7.x86_64

（4）然后，就是刪除Mysql的配置文件，可以使用下面的命令查找Msqyl配置文件的路徑：

sudo?find?/?-name?mysql

在我本機(jī)上的顯示的Mysql配置文件的路徑如下：

（5）然后，通過下面的命令，將他們逐一刪除：

sudo?rm?-rf?/usr/lib64/mysql
......

（6）接著就開始安裝Mysql 8了，使用wget命令下載Mysql 8的repo源，并且執(zhí)行安裝：

wget?https://repo.mysql.com//mysql80-community-release-el7-3.noarch.rpm
sudo?yum?-y?install?mysql80-community-release-el7-3.noarch.rpm

安裝完后會在/etc/yum.repos.d/目錄下生成下面的兩個(gè)文件，說明安裝成功了：

mysql-community.repo
mysql-community-source.repo

（7）安裝完Mysql8后，接著來更新一下yum源，并且查看yum倉庫中的Mysql：

//?更新yum源
yum?clean?all
yum?makecache
//?查看yum倉庫中的Mysql
yum?list?|?grep?mysql

（8）可以查看到倉庫中存在mysql-community-server.x86_64，直接安裝就行了：

sudo?yum?-y?install?mysql-community-server

（9）接著啟動Mysql，并檢查Mysql的狀態(tài)：

//?啟動Mysql
systemctl?start??mysqld.service
//?檢查Mysql的狀態(tài)
systemctl?status?mysqld

確保查看Mysql的狀態(tài)是active(running)，表示正在運(yùn)行，并且配置一下Mysql開機(jī)啟動：

systemctl?enable?mysqld

（10）因?yàn)镸ysql是新安裝的，所以要修改一下初始密碼，先查看一下初始密碼：

grep?"password"?/var/log/mysqld.log

你可能找出來有多個(gè)，可能是你之前安裝卸載后的文件沒有刪干凈，這里你就直接看時(shí)間，時(shí)間對應(yīng)你現(xiàn)在的時(shí)間，就是你的初始密碼：

（11）然后使用初始密碼，登陸數(shù)據(jù)庫，并且修改密碼：

mysql?-uroot?-p
ALTER?USER?'root'@'localhost'?IDENTIFIED?BY?'LDCldc@123095;

（12）此時(shí)在創(chuàng)建一個(gè)可以用于給兩一臺centos連接的用戶，默認(rèn)的root用戶只有本機(jī)才能連接：

//?創(chuàng)建連接用戶
create?user?'test'@'%'?identified?by?'LDCldc-2020';
//?并且把防火墻給關(guān)了，或者配置一下3306端口
systemctl stop firewalld.service；
//?設(shè)置防火墻開機(jī)自動關(guān)閉
systemctl?disable?firewalld.service；

（13）測試：到這里就Mysql的安裝教程就就講完了，可以測試一下，兩臺centos是否可以ping通：

ping?192.168.163.156

我這里的兩臺機(jī)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陸到Master的Mysql：

mysql?-u[user]?-p[密碼]?-h[遠(yuǎn)程主機(jī)ip]

確保了這兩項(xiàng)測試成功后，就可以進(jìn)行下面的主從搭建了。

（14）我這里使用的使用兩臺centos 7的vmware的ip分別是192.168.163.155（Slave）和192.168.163.156（Master）作為測試，首先在192.168.163.156（Master）中創(chuàng)建一個(gè)測試庫test：

//?創(chuàng)建測試庫
create?database?test?default?character?set?utf8mb4?collate?utf8mb4_general_ci;
//?并且授權(quán)
grant?all?privileges?on?test.*?to?'test'@'%';

（15）然后編輯Master中的my.cnf文件，此文件位于/etc/my.cnf，執(zhí)行下面的sql，并添加下面的信息：

sudo?vi?/etc/my.cnf

==========以下是配置文件中的信息=============
#?配置編碼為utf8
character_set_server=utf8mb4
init_connect='SET?NAMES?utf8mb4'

#?配置要給Slave同步的數(shù)據(jù)庫
binlog-do-db=test
#?不用給Slave同步的數(shù)據(jù)庫，一般是Mysql自帶的數(shù)據(jù)庫就不用給Slave同步了
binlog-ignore-db=mysql
binlog-ignore-db=information_schema
binlog-ignore-db=performance_schema
binlog-ignore-db=sys
#?自動清理30天前的log文件
expire_logs_days=30
#?啟用二進(jìn)制日志
log-bin=mysql-bin
# Master的id，這個(gè)要唯一，唯一是值，在主從中唯一
server-id=3

（16）配置完后重啟Mysql服務(wù)，并查看Mysql的log_bin日志是否啟動成功：

systemctl?restart?mysqld
#?查看log_bin日志是否啟動成功
show?variables?like?'%log_bin%';

（17）接著查看Master的狀態(tài)：

show?master?status;

這兩個(gè)數(shù)據(jù)File和Position要記住，后面配置Slave的時(shí)候要使用到這兩個(gè)數(shù)據(jù)。

（18）最后登陸Master的數(shù)據(jù)庫，并創(chuàng)建一個(gè)用戶用于同步數(shù)據(jù)：

create?user?'backup'@'%'?IDENTIFIED?BY?'LDCldc-2020';
grant?file?on?*.*?to?'backup'@'%';
GRANT?REPLICATION?SLAVE,?REPLICATION?CLIENT?ON?*.*?to?'backup'@'%';

到這里Master的配置就配置完了，后面就進(jìn)行Slave的配置。

（19）在Slave中同樣要?jiǎng)?chuàng)建test數(shù)據(jù)庫，并且授權(quán)給test用戶：

#?創(chuàng)建同步數(shù)據(jù)的test數(shù)據(jù)庫
create?database?test?default?character?set?utf8mb4?collate?utf8mb4_general_ci;
#?授權(quán)
grant?all?privileges?on?test.*?to?'test'@'%';

（20）接著編輯Slave中my.cnf文件，同樣是在/etc/my.cnf路徑下，加入如下配置：

#?配置從服務(wù)器的ID，唯一的
server-id=4
#加上以下參數(shù)可以避免更新不及時(shí)，SLAVE 重啟后導(dǎo)致的主從復(fù)制出錯(cuò)。
read_only?=?1
master_info_repository=TABLE
relay_log_info_repository=TABLE

（21）并且重啟Slave中的Mysql服務(wù)：

systemctl?restart?mysqld

（22）在Slave中添加Master的信息：

#?master_host是Master的ip，master_log_file和master_log_pos就是配置之前查看Master狀態(tài)時(shí)顯示的File和Position信息
change?master?to?master_host='192.168.163.156',master_port=3306,master_user='backup',master_password='LDCldc-2020',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=1513;?

（23）最后查看Slave的狀態(tài)：

show?slave?status\G

當(dāng)看到Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running都是yes的時(shí)候，這表示主從配置成功。

「Slave_IO_Running也就是Slave中的IO線程用于請求Master，Slave_SQL_Running時(shí)sql線程將中繼日志中更新日志同步到Slave數(shù)據(jù)庫中?！?/strong>

但是，有時(shí)候Slave_IO_Running會為no，而Slave_SQL_Running為yes，這時(shí)候需要檢查一下原因，因?yàn)槲易约撼醮未罱ǖ臅r(shí)候，也是出現(xiàn)這個(gè)問題。

首先看重啟一下Slave的MySQL服務(wù)：systemctl restart mysqld，然后執(zhí)行：

stop?slave;
start?slave;

這樣就能夠使Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running顯示都是yes了。

（24）最后就是測試了，測試使用的是之前創(chuàng)建的test庫，Master是用來寫的，在Master的test庫中隨機(jī)創(chuàng)建一個(gè)表，你會發(fā)現(xiàn)Slave也會有這個(gè)表，插入數(shù)據(jù)也一樣，都會被同步到Slave中。

主從面試

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Mysql主從有什么優(yōu)點(diǎn)？為什么要選擇主從？

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1. 高性能方面：主從復(fù)制通過水平擴(kuò)展的方式，解決了原來單點(diǎn)故障的問題，并且原來的并發(fā)都集中到了一臺Mysql服務(wù)器中，現(xiàn)在將單點(diǎn)負(fù)載分散到了多臺機(jī)器上，實(shí)現(xiàn)讀寫分離，不會因?yàn)閷懖僮鬟^長鎖表而導(dǎo)致讀服務(wù)不能進(jìn)行的問題，提高了服務(wù)器的整體性能。
2. 可靠性方面：主從在對外提供服務(wù)的時(shí)候，若是主庫掛了，會有通過主從切換，選擇其中的一臺Slave作為Master；若是Slave掛了，還有其它的Slave提供讀服務(wù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

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若是主從復(fù)制，達(dá)到了寫性能的瓶頸，你是怎么解決的呢？

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主從模式對于寫少讀多的場景確實(shí)非常大的優(yōu)勢，但是總會寫操作達(dá)到瓶頸的時(shí)候，導(dǎo)致性能提不上去。

這時(shí)候可以在設(shè)計(jì)上進(jìn)行解決采用分庫分表的形式，對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比較大的數(shù)據(jù)庫可以采用分表，使得數(shù)據(jù)表的存儲的數(shù)據(jù)量達(dá)到一個(gè)合理的狀態(tài)。

也可以采用分庫，按照業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，這樣對于單點(diǎn)的寫，就會分成多點(diǎn)的寫，性能方面也就會大大提高。

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主從復(fù)制的過程有數(shù)據(jù)延遲怎么辦？導(dǎo)致Slave被讀取到的數(shù)據(jù)并不是最新數(shù)據(jù)。

?

主從復(fù)制有不同的復(fù)制策略，對于不同的場景的適應(yīng)性也不同，對于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求很高，要求強(qiáng)一致性，可以采用同步復(fù)制策略，但是這樣就會性能就會大打折扣。

若是主從復(fù)制采用異步復(fù)制，要求數(shù)據(jù)最終一致性，性能方面也會好很多。只能說，對于數(shù)據(jù)延遲的解決方案沒有最好的方案，就看你的業(yè)務(wù)場景中哪種方案使比較適合的。

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