MYSQL数据库主从复制

一、为什么要做主从复制？

在业务复杂的系统中，mysql主从复制有这样几个情景，

1、有个SQL语句需要锁表，导致暂时不能使用读的服务，那么就影响运行中的业务，使用主从复制，让主库负责写，从库负责读，这样即使主库出现了锁表的情景，通过读从库也可以保证业务的正常运行。
2、做数据的热备，主库宕机后能够及时替换主库，保证业务可用性及连续性。
3、架构的扩展，业务量越来越大，I/O访问频率过高，单机无法满足，此时做多库的存储，降低磁盘I/O访问的频率，提高单个机器的I/O性能。
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二、MySQL主从复制的原理

MySQL主从复制也可以称为MySQL主从同步，它是构建数据库高可用集群架构的基础。它通过将一台主机的数据复制到其他一台或多台主机上，并重新应用relay log中的SQL语句来实现复制功能。MySQL支持单向、双向、链式级联、异步复制，MySQL 5.5版本之后加入的半同步复制，5.6版本之后的GTID复制，MySQL 5.7的多源复制、并行复制、loss-less复制。

MySQL主从复制是一个异步的复制过程，主库发送更新事件到从库，从库读取更新记录，并执行更新记录，使得从库的内容与主库保持一致。

几个概念需要了解下：
binlog：binary log，主库中保存所有更新事件日志的二进制文件。binlog是数据库服务启动的一刻起，保存数据库所有变更记录（数据库结构和内容）的文件。在主库中，只要有更新事件出现，就会被依次地写入到binlog中，之后会推送到从库中作为从库进行复制的数据源。

binlog输出线程：每当有从库连接到主库的时候，主库都会创建一个线程然后发送binlog内容到从库。 对于每一个即将发送给从库的SQL事件，binlog输出线程会将其锁住。一旦该事件被线程读取完之后，该锁会被释放，即使在该事件完全发送到从库的时候，该锁也会被释放。在从库中，当复制开始时，从库就会创建从库I/O线程和从库的SQL线程进行复制处理。
从库I/O线程：当START SLAVE语句在从库开始执行之后，从库创建一个I/O线程，该线程连接到主库并请求主库发送binlog里面的更新记录到从库上。 从库I/O线程读取主库的binlog输出线程发送的更新并拷贝这些更新到本地文件，其中包括relay log文件。

从库的SQL线程：从库创建一个SQL线程，这个线程读取从库I/O线程写到relay log的更新事件并执行。对于每一个主从复制的连接，都有三个线程。拥有多个从库的主库为每一个连接到主库的从库创建一个binlog输出线程，每一个从库都有它自己的I/O线程和SQL线程。

从库通过创建两个独立的线程，使得在进行复制时，从库的读和写进行了分离。因此，即使负责执行的线程运行较慢，负责读取更新语句的线程并不会因此变得缓慢。比如说，如果从库有一段时间没运行了，当它在此启动的时候，尽管它的SQL线程执行比较慢，它的I/O线程可以快速地从主库里读取所有的binlog内容。这样一来，即使从库在SQL线程执行完所有读取到的语句前停止运行了，I/O线程也至少完全读取了所有的内容，并将其安全地备份在从库本地的relay log，随时准备在从库下一次启动的时候执行语句。

主从同步过程中主服务器有一个工作线程I/O dump thread，从服务器有两个工作线程I/O thread和SQL thread。主库把外界接收的SQL请求记录到自己的binlog日志中，从库的I/O thread去请求主库的binlog日志，并将binlog日志写到relay log中继日志中，然后从库重做中继日志的SQL语句。主库通过I/O dump thread给从库I/O thread传送binlog日志。

?三、常见的几种主从架构

1）单向主从模式：Master ——> Slave

2）双向主从模式：Master <====> Master

3）级联主从模式：Master ——> Slave1 ——> Slave2

4）一主多从模式

5）多主一从模式

四、mysql高可用HA架构

1、MySQL Cluster
?? ?MySQL Cluster(MySQL集群)是一个高性能、可扩展、集群化数据库产品，其研发设计的初衷就是要满足许多行业里的最严酷应用要求。这些应用中经常要求数据库运行的可靠性要达到99.999%。
?? ?MySQL Cluster是基于无共享的可由多台服务器组成的、同时对外提供数据管理服务的分布式集群系统。通过合理的配置，可以将服务请求在多台物理机上分发实现负载均衡 ；同时内部实现了冗余机制，在部分服务器宕机的情况下，整个集群对外提供的服务不受影响，从而能达到99.999%以上的高可用性。?
?　　MySQL Cluster设计之初出于性能考虑，将数据完全存放在内存当中，因此MySQL Cluster可以当作一种分布式的内存数据库。随着MySQL Cluster技术的成熟和需求的增加，目前MySQL Cluster已支持磁盘存储，可以指定数据表存储在磁盘上，减少MySQL Cluster集群对内存的需求，从而实现存储更大的容量。

2、MySQL Cluster（NDB）

MySQL从结构看，由3类节点(计算机或进程)组成，分别是：?

管理节点: 用于给整个集群其他节点提供配置、管理、仲裁等功能。
数据节点: MySQL Cluster的核心，存储数据、日志，提供数据的各种管理服务。
SQL节点(API): 用于访问MySQL Cluster数据，提供对外应用服务。

3、MySQL Group Replication(MGR)

MMM（Master Replication Manager for MySQL）
MMM（Master Replication Manager for MySQL）是在MySQL Replication的基础上，对其进行优化。MMM是双主多从结构，这是Google的开源项目，使用Perl语言来对MySQL Replication做扩展，提供一套支持双主故障切换和双主日常管理的脚本程序，主要用来监控MySQL主主复制并做失败转移。

4、MHA（Master High Availability）
?? ?MHA（Master High Availability）是在MySQL Replication的基础上，对其进行优化。MHA是多主多从结构，这是日本DeNA公司的youshimaton开发，主要提供更多的主节点，但是缺少VIP（虚拟IP），需要配合keepalived等一起使用。
要搭建MHA，要求一个复制集群中必须最少有三台数据库服务器，一主二从，即一台充当master，一台充当备用master，另外一台充当从库。
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