引言

企業(yè)中的業(yè)務(wù)通常數(shù)據(jù)量都比較大，而單臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、安全性和高并發(fā)方面都無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的需求，所以需要配置多臺(tái)主從數(shù)據(jù)服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)主從復(fù)制，增加數(shù)據(jù)可靠性，讀寫(xiě)分離，也減少數(shù)據(jù)庫(kù)壓力和存儲(chǔ)引擎帶來(lái)的表鎖定和行鎖定問(wèn)題。

一、MySQL主從復(fù)制

在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀和寫(xiě)都在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，是不能滿(mǎn)足實(shí)際需求的。無(wú)論是在安全性、高可用性還是高并發(fā)等各個(gè)方面都是完全不能滿(mǎn)足實(shí)際需求的。因此，通過(guò)主從復(fù)制的方式來(lái)同步數(shù)據(jù)，再通過(guò)讀寫(xiě)分離來(lái)提升數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)負(fù)載能力。有點(diǎn)類(lèi)似于rsync，但是不同的是rsync是對(duì)磁盤(pán)文件做備份，而mysql主從復(fù)制是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)句做備份。

1、MySQL的復(fù)制類(lèi)型

（1）基于語(yǔ)句的復(fù)制（STATEMENT）

在服務(wù)器上執(zhí)行sql語(yǔ)句，在從服務(wù)器上執(zhí)行同樣的語(yǔ)句，mysql默認(rèn)采用基于語(yǔ)句的復(fù)制，執(zhí)行效率高。

（2）基于行的復(fù)制（ROW）

把改變的內(nèi)容復(fù)制過(guò)去，而不是把命令在從服務(wù)器上執(zhí)行一遍。

（3）混合類(lèi)型的輔助（MIXED）

默認(rèn)采用基于語(yǔ)句的復(fù)制，一旦發(fā)現(xiàn)基于語(yǔ)句無(wú)法精確復(fù)制時(shí)，就會(huì)采用基于行的復(fù)制。

2、MySQL主從復(fù)制的原理

（1）Master節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)的改變記錄成二進(jìn)制日志（bin log），當(dāng)Master上的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，則將其改變寫(xiě)入二進(jìn)制日志中。

（2）Slave節(jié)點(diǎn)會(huì)在一定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)Master的二進(jìn)制日志進(jìn)行探測(cè)其是否發(fā)生改變，如果發(fā)生改變，則開(kāi)始一個(gè)I/O線程請(qǐng)求 Master的二進(jìn)制事件。

（3）同時(shí)Master節(jié)點(diǎn)為每個(gè)I/O線程啟動(dòng)一個(gè)dump線程，用于向其發(fā)送二進(jìn)制事件，并保存至Slave節(jié)點(diǎn)本地的中繼日志（Relay log）中，Slave節(jié)點(diǎn)將啟動(dòng)SQL線程從中繼日志中讀取二進(jìn)制日志，在本地重放，即解析成 sql 語(yǔ)句逐一執(zhí)行，使得其數(shù)據(jù)和 Master節(jié)點(diǎn)的保持一致，最后I/O線程和SQL線程將進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待下一次被喚醒。

注：中繼日志通常會(huì)位于 OS 緩存中，所以中繼日志的開(kāi)銷(xiāo)很小。復(fù)制過(guò)程有一個(gè)很重要的限制，即復(fù)制在 Slave上是串行化的，也就是說(shuō) Master上的并行更新操作不能在 Slave上并行操作。

3、MySQL主從復(fù)制延遲

①master服務(wù)器高并發(fā)，形成大量事務(wù)

②網(wǎng)絡(luò)延遲

③主從硬件設(shè)備導(dǎo)致

cpu主頻、內(nèi)存io、硬盤(pán)io

④本來(lái)就不是同步復(fù)制、而是異步復(fù)制

從庫(kù)優(yōu)化Mysql參數(shù)。比如增大innodb_buffer_pool_size，讓更多操作在Mysql內(nèi)存中完成，減少磁盤(pán)操作。

從庫(kù)使用高性能主機(jī)。包括cpu強(qiáng)悍、內(nèi)存加大。避免使用虛擬云主機(jī)，使用物理主機(jī)，這樣提升了i/o方面性。

從庫(kù)使用SSD磁盤(pán)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，避免跨機(jī)房實(shí)現(xiàn)同步

二、MySQL讀寫(xiě)分離

讀寫(xiě)分離，基本的原理是讓主數(shù)據(jù)庫(kù)處理事務(wù)性增、改、刪操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而從數(shù)據(jù)庫(kù)處理SELECT查詢(xún)操作。數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制被用來(lái)把事務(wù)性操作導(dǎo)致的變更同步到集群中的從數(shù)據(jù)庫(kù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)不一定要讀寫(xiě)分離，如果程序使用數(shù)據(jù)庫(kù)較多時(shí)，而更新少，查詢(xún)多的情況下會(huì)考慮使用。利用數(shù)據(jù)庫(kù)主從同步，再通過(guò)讀寫(xiě)分離可以分擔(dān)數(shù)據(jù)庫(kù)壓力，提高性能。

1、常見(jiàn)的 MySQL 讀寫(xiě)分離分

（1）基于程序代碼內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

在代碼中根據(jù) select、insert 進(jìn)行路由分類(lèi)，這類(lèi)方法也是目前生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)用最廣泛的。優(yōu)點(diǎn)是性能較好，因?yàn)樵诔绦虼a中實(shí)現(xiàn)，不需要增加額外的設(shè)備為硬件開(kāi)支；缺點(diǎn)是需要開(kāi)發(fā)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)維人員無(wú)從下手。但是并不是所有的應(yīng)用都適合在程序代碼中實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離，像一些大型復(fù)雜的Java應(yīng)用，如果在程序代碼中實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離對(duì)代碼改動(dòng)就較大。

（2）基于中間代理層實(shí)現(xiàn)

代理一般位于客戶(hù)端和服務(wù)器之間，代理服務(wù)器接到客戶(hù)端請(qǐng)求后通過(guò)判斷后轉(zhuǎn)發(fā)到后端數(shù)據(jù)庫(kù)，有以下代表性程序。

①M(fèi)ySQL-Proxy。MySQL-Proxy 為 MySQL 開(kāi)源項(xiàng)目，通過(guò)其自帶的 lua 腳本進(jìn)行SQL 判斷。

②Atlas。是由奇虎360的Web平臺(tái)部基礎(chǔ)架構(gòu)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)維護(hù)的一個(gè)基于MySQL協(xié)議的數(shù)據(jù)中間層項(xiàng)目。它是在mysql-proxy 0.8.2版本的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，增加了一些新的功能特性。360內(nèi)部使用Atlas運(yùn)行的mysql業(yè)務(wù)，每天承載的讀寫(xiě)請(qǐng)求數(shù)達(dá)幾十億條。支持事物以及存儲(chǔ)過(guò)程。

③Amoeba。由陳思儒開(kāi)發(fā)，作者曾就職于阿里巴巴。該程序由Java語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，阿里巴巴將其用于生產(chǎn)環(huán)境。但是它不支持事務(wù)和存儲(chǔ)過(guò)程。

由于使用MySQL Proxy 需要寫(xiě)大量的Lua腳本，這些Lua并不是現(xiàn)成的，而是需要自己去寫(xiě)。這對(duì)于并不熟悉MySQL Proxy內(nèi)置變量和MySQL Protocol 的人來(lái)說(shuō)是非常困難的。Amoeba是一個(gè)非常容易使用、可移植性非常強(qiáng)的軟件。因此它在生產(chǎn)環(huán)境中被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)的代理層。

2、MySQL 讀寫(xiě)分離原理

讀寫(xiě)分離就是只在主服務(wù)器上寫(xiě)，只在從服務(wù)器上讀?；镜脑硎亲屩鲾?shù)據(jù)庫(kù)處理事務(wù)性操作，而從數(shù)據(jù)庫(kù)處理 select 查詢(xún)。數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制被用來(lái)把主數(shù)據(jù)庫(kù)上事務(wù)性操作導(dǎo)致的變更同步到集群中的從數(shù)據(jù)庫(kù)。

三、MySQL主從復(fù)制與讀寫(xiě)分離配置步驟

1、搭建環(huán)境

2、解決需要

客戶(hù)端訪問(wèn)代理服務(wù)器；代理服務(wù)器寫(xiě)入到主服務(wù)器；主服務(wù)器將增刪改寫(xiě)入自己二進(jìn)制日志；從服務(wù)器將主服務(wù)器的二進(jìn)制日志同步至自己中繼日志；從服務(wù)器重放中繼日志到數(shù)據(jù)庫(kù)中；客戶(hù)端讀，則代理服務(wù)器直接訪問(wèn)從服務(wù)器；降低負(fù)載，起到負(fù)載均衡作用。

3、準(zhǔn)備階段（關(guān)閉防火墻及控制訪問(wèn)機(jī)制）

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

4、搭建MySQL主從復(fù)制

（1）Mysql主從服務(wù)器時(shí)間同步配置步驟

①M(fèi)aster 服務(wù)器（192.168.32.128）配置

[root@localhost ~]# yum -y install ntp     #安裝ntp
[root@localhost ~]# vim /etc/ntp.conf     #配置ntp
#25行添加以下內(nèi)容
server 127.127.32.0     #設(shè)置本地是時(shí)鐘源，注意修改網(wǎng)段
fudge 127.127.32.0 stratum 8     #設(shè)置時(shí)間層級(jí)為8（限制在15內(nèi)）
[root@localhost ~]# systemctl restart ntpd     #重啟ntp服務(wù)
②Slave1 服務(wù)器（192.168.32.133）和Slave2服務(wù)器（192.168.32.134）配置
[root@localhost ~]# yum -y install ntp ntpdate      #安裝服務(wù)，ntpdate用于同步時(shí)間
[root@localhost ~]# systemctl start ntpd     #開(kāi)啟服務(wù)
[root@localhost ~]# /usr/sbin/ntpdate 192.168.32.128     #進(jìn)行時(shí)間同步，指向Master服務(wù)器IP
[root@localhost ~]# crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.32.128     #寫(xiě)入計(jì)劃性任務(wù)，每半小時(shí)進(jìn)行一次時(shí)間同步

（2）配置Master 服務(wù)器（192.168.32.128）

[root@localhost ~]# vim /etc/my.cnf
server-id = 1     #注意id不能相同
log-bin=master-bin     #添加，主服務(wù)器開(kāi)啟二進(jìn)制日志
log-slave-updates=true     #添加，允許從服務(wù)器更新二進(jìn)制日志
[root@localhost ~]# systemctl restart mysqld     #重啟服務(wù)使配置生效
[root@localhost ~]# mysql -uroot -p123456     #登錄數(shù)據(jù)庫(kù)程序
mysql> grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.32.%' identified by '123456';     #給從服務(wù)器授權(quán)
mysql> flush privileges;
mysql> show master status;     #File 列顯示日志名，F(xiàn)osition 列顯示偏移量

（3）Slave1 服務(wù)器（192.168.32.133）和Slave2服務(wù)器（192.168.32.134）配置

①Slave1 服務(wù)器（192.168.32.133）配置

[root@localhost ~]# vim /etc/my.cnf
server-id = 2     #修改，注意id與Master的不同，兩個(gè)Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin     #添加，開(kāi)啟中繼日志，從主服務(wù)器上同步日志文件記錄到本地
relay-log-index=slave-relay-bin.index     #添加，定義中繼日志文件的位置和名稱(chēng)
mysql> change master to master_host='192.168.32.128',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=603;     #配置同步，注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要與Master的一致
mysql> start slave;     #啟動(dòng)同步，如有報(bào)錯(cuò)執(zhí)行 reset slave;
mysql> show slave status\G     #查看 Slave 狀態(tài)（確保 IO 和 SQL 線程都是 Yes，代表同步正常）
Slave_IO_Running: Yes     #負(fù)責(zé)與主機(jī)的io通信
Slave_SQL_Running: Yes     #負(fù)責(zé)自己的slave mysql進(jìn)程

 ②Slave2服務(wù)器（192.168.32.134）配置

[root@localhost ~]# vim /etc/my.cnf
server-id = 3     #修改，注意id與Master的不同，兩個(gè)Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin     #添加，開(kāi)啟中繼日志，從主服務(wù)器上同步日志文件記錄到本地
relay-log-index=slave-relay-bin.index     #添加，定義中繼日志文件的位置和名稱(chēng)
mysql> change master to master_host='192.168.32.128',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=603;     #配置同步，注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要與Master的一致
mysql> start slave;     #啟動(dòng)同步，如有報(bào)錯(cuò)執(zhí)行 reset slave;
mysql> show slave status\G     #查看 Slave 狀態(tài)（確保 IO 和 SQL 線程都是 Yes，代表同步正常）
Slave_IO_Running: Yes     #負(fù)責(zé)與主機(jī)的io通信
Slave_SQL_Running: Yes     #負(fù)責(zé)自己的slave mysql進(jìn)程

一般 Slave_IO_Running: No 的可能性：網(wǎng)絡(luò)不通；my.cnf配置有問(wèn)題；密碼、file文件名、pos偏移量不對(duì)；防火墻沒(méi)有關(guān)閉。

（4）驗(yàn)證主從復(fù)制效果

①主服務(wù)器上進(jìn)入執(zhí)行，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)名為“mysql01”

 ②兩臺(tái)從服務(wù)器上驗(yàn)證

5、搭建MySQL讀寫(xiě)分離步驟

這個(gè)軟件致力于MySQL的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)前端代理層，它主要為應(yīng)用層訪問(wèn) MySQL時(shí)充當(dāng)SQL路由，并具有負(fù)載均衡、高可用性、SQL 過(guò)濾、讀寫(xiě)分離、可路由相關(guān)到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)、可并發(fā)請(qǐng)求多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò) Amoeba 能夠完成多數(shù)據(jù)源的高可用、負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)切片的功能。

（1）Amoeba服務(wù)器配置，安裝Java環(huán)境（因?yàn)锳moeba基于是jdk1.5開(kāi)發(fā)的，所以官方推薦使用jdk1.5或1.6版本，高版本不建議使用。）

[root@localhost ~]# cd /opt/
[root@localhost opt]# ls
amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz  jdk-6u14-linux-x64.bin
[root@localhost opt]# cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/
[root@localhost opt]# cd /usr/local/
[root@localhost local]# chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin
[root@localhost local]# ./jdk-6u14-linux-x64.bin      #按住Enter鍵不動(dòng)一直到最下面，有提示輸入“yes”回車(chē)即可
[root@localhost local]# mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6     #遷移并改名
[root@localhost local]# vim /etc/profile     #編輯全局配置文件，在最后一行添加以下配置
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6     #輸出定義Java的工作目錄
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib     #輸出指定的java類(lèi)型
export PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/bin/:$PATH:$HOME/bin     #將java加入路徑環(huán)境變量
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba     #輸出定義amoeba工作目錄
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin     #加入路徑環(huán)境變量
[root@localhost local]# source /etc/profile     #執(zhí)行修改后的全局配置文件
[root@localhost local]# java -version     #查看java版本信息以檢查是否安裝成功

 （2）安裝并配置Amoeba

[root@localhost ~]# mkdir /usr/local/amoeba
[root@localhost ~]# tar zxvf /opt/amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
[root@localhost ~]# chmod -R 755 /usr/local/amoeba/
[root@localhost ~]# /usr/local/amoeba/bin/amoeba     #顯示amoeba start|stop說(shuō)明安裝成功

（3）配置Amowba服務(wù)器讀寫(xiě)分離，兩個(gè)slave讀寫(xiě)負(fù)載均衡

①先在Master、Slave1、Slave2的mysql上開(kāi)放權(quán)限給Amoeba訪問(wèn)

Master 服務(wù)器（192.168.32.128）、Slave1 服務(wù)器（192.168.32.133）和Slave2服務(wù)器（192.168.32.134）都配置：

mysql> grant all on *.* to test@'192.168.32.%' identified by '123.com';

②在Amoeba服務(wù)器中編輯amoeba.xml配置文件

[root@localhost ~]# cd /usr/local/amoeba/conf/
[root@localhost conf]# cp amoeba.xml amoeba.xml.bak     #備份
[root@localhost conf]# vim amoeba.xml     #修改amoeba配置文件
#30行修改
<property name="user">amoeba</property>
#32行修改
<property name="password">123123</property>
#115行修改
<property name="defaultPool">master</property>
#117去掉注釋
<property name="writePool">master</property>
<property name="readPool">slaves</property>

③編輯dbServers.xml 配置文件

[root@localhost conf]# cp dbServers.xml dbServers.xml.bak     #備份
[root@localhost conf]# vim dbServers.xml     #修改數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件
#23行注釋掉
作用：默認(rèn)進(jìn)入test庫(kù) 以防m(xù)ysql中沒(méi)有test庫(kù)時(shí)，會(huì)報(bào)錯(cuò)
<!-- <property name="schema">test</property> -->
#26行修改
<property name="user">test</property>
#28-30行去掉注釋
<!--  mysql password -->
<property name="password">123.com</property>
#45行修改，設(shè)置主服務(wù)器的名Master
<dbServer name="master"  parent="abstractServer">
#48行修改，設(shè)置主服務(wù)器的地址
<property name="ipAddress">192.168.32.128</property>
#52行修改，設(shè)置從服務(wù)器的名slave1
<dbServer name="slave1"  parent="abstractServer">
#55行修改，設(shè)置從服務(wù)器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.132.133</property>
#58行復(fù)制上面6行粘貼，設(shè)置從服務(wù)器2的名slave2和地址
<dbServer name="slave2"  parent="abstractServer">
<property name="ipAddress">192.168.32.134</property>
#65行修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
#71修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>

④確定配置無(wú)誤后，可以啟動(dòng) Amoeba 軟件，其默認(rèn)端口為 tcp 8066

[root@localhost conf]# /usr/local/amoeba/bin/amoeba start &

[root@localhost conf]# netstat -antulp | grep 8066

6、測(cè)試測(cè)試讀寫(xiě)分離

 （1）客戶(hù)端配置

[root@localhost ~]# yum install -y mariadb-server mariadb     #用YUM快速安裝MySQL虛擬客戶(hù)端
[root@localhost ~]# systemctl start mariadb.service
[root@localhost ~]# mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.32.135 -P8066     #通過(guò)amoeba服務(wù)器代理訪問(wèn)mysql ，在通過(guò)客戶(hù)端連接mysql后寫(xiě)入的數(shù)據(jù)只有主服務(wù)會(huì)記錄，然后同步給從--從服務(wù)器

（2）在 Master服務(wù)器上創(chuàng)建一個(gè)表，同步到兩個(gè)從服務(wù)器上

mysql> use xm;
mysql> create table test (id int(10),name varchar(10),address varchar(20));

（3）然后關(guān)閉從服務(wù)器的 Slave 功能，從主服務(wù)器上同步了表，手動(dòng)插入數(shù)據(jù)內(nèi)容

mysql> stop slave;     #關(guān)閉同步
mysql> use xm;

①在slave1配置

mysql> insert into test values('1','zhangsan','this_is_slave1');

②在slave2配置

mysql> insert into test values('2','lisi','this_is_slave2');

（4）再回到主服務(wù)器上插入其他內(nèi)容

mysql> insert into test values('3','wangwu','this_is_master');

（5）測(cè)試讀操作，前往客戶(hù)端主機(jī)查詢(xún)結(jié)果

mysql> use xm;
mysql> select * from test;     #客戶(hù)端會(huì)分別向slave1和slave2讀取數(shù)據(jù)，顯示的只有在兩個(gè)從服務(wù)器上添加的數(shù)據(jù)，沒(méi)有在主服務(wù)器上添加的數(shù)據(jù)

（6）在客戶(hù)端上插入一條語(yǔ)句，但是在客戶(hù)端上查詢(xún)不到，最終只有在 Master 上才上查看到這條語(yǔ)句內(nèi)容，說(shuō)明寫(xiě)操作在 Master 服務(wù)器上

mysql>insert into test values('4','kanglong','this_is_client');     #只有主服務(wù)器上有此數(shù)據(jù)

（7）在兩個(gè)從服務(wù)器上執(zhí)行 start slave; 即可實(shí)現(xiàn)同步在主服務(wù)器上添加的數(shù)據(jù)

mysql> start slave;

總結(jié)

1、主從復(fù)制的原理：主服務(wù)器進(jìn)行增刪改查數(shù)據(jù)更新，提交事務(wù)后，會(huì)寫(xiě)入到二進(jìn)制文件。從服務(wù)器的I/O線程請(qǐng)求探測(cè)主服務(wù)器的二進(jìn)制文件，有新的數(shù)據(jù)時(shí)，主服務(wù)器會(huì)用dump線程將二進(jìn)制文件發(fā)送給從服務(wù)I/O線程內(nèi)存中，并寫(xiě)入到中繼日志，SQL線程會(huì)偵聽(tīng)中繼日志文件，有新的數(shù)據(jù)會(huì)讀取中繼日志文件，并將數(shù)據(jù)重放到從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2、主從復(fù)制的工作過(guò)程是基于日志：master二進(jìn)制日志和slave中繼日志；請(qǐng)求方式：I/O線程、dump線程、SQL線程。

3、讀寫(xiě)分離就是只在主服務(wù)器上寫(xiě)，只在從服務(wù)器上讀。

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