mysql的主从同步

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1、为什么需要主从同步

      读写分离: 某个写操作如果会造成锁表,影响读服务,进而影响业务。

      容灾: 单某节点发生故障时,方便故障切换。

      易扩展:如果是单机部署数据库,就会导致I/O访问频率过高。有了主从复制,增加多个数据存储节点,将负载分布在多个从节点上,降低单机磁盘I/O访问的频率,提高单个机器的I/O性能。

2、如果实现主从同步

       主要通过开启binlog

3、binlog 多种形式

      Statement:每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中。

      Row:不记录sql语句上下文相关信息,仅保存哪条记录被修改。

      Mixedlevel: 是以上两种level的混合使用,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

4、同步流程

 l 主节点 binary log dump 线程

当从节点连接主节点时,主节点会创建一个log dump 线程,用于发送bin-log的内容。在读取bin-log中的操作时,此线程会对主节点上的bin-log加锁,当读取完成,甚至在发动给从节点之前,锁会被释放。


l 从节点I/O线程
当从节点上执行`start slave`命令之后,从节点会创建一个I/O线程用来连接主节点,请求主库中更新的bin-log。I/O线程接收到主节点binlog dump 进程发来的更新之后,保存在本地relay-log中。


l 从节点SQL线程
SQL线程负责读取relay log中的内容,解析成具体的操作并执行,最终保证主从数据的一致性。

 

  • 从节点上的I/O 进程连接主节点,并请求从指定日志文件的指定位置(或者从最开始的日志)之后的日志内容;
  • 主节点接收到来自从节点的I/O请求后,通过负责复制的I/O进程根据请求信息读取指定日志指定位置之后的日志信息,返回给从节点。返回信息中除了日志所包含的信息之外,还包括本次返回的信息的bin-log file 的以及bin-log position;从节点的I/O进程接收到内容后,将接收到的日志内容更新到本机的relay log中,并将读取到的binary log文件名和位置保存到master-info 文件中,以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉Master“我需要从某个bin-log 的哪个位置开始往后的日志内容,请发给我”;
  • Slave 的 SQL线程检测到relay-log 中新增加了内容后,会将relay-log的内容解析成在祝节点上实际执行过的操作,并在本数据库中执行

    

5、为什么会造成主从延迟

       mysql的主从复制都是单线程的操作,主库对所有DDL和 DML产生binlog,binlog是顺序写,所以效率很高,slave的Slave_IO_Running线程到主库取日志,效率很比较高,下一步, 问题来了,slave的Slave_SQL_Running线程将主库的DDL和DML操作在slave实施。DML和DDL的IO操作是随即的,不是顺 序的,成本高很多,还可能可slave上的其他查询产生lock争用,由于Slave_SQL_Running也是单线程的,所以一个DDL卡主了,需要 执行10分钟,那么所有之后的DDL会等待这个DDL执行完才会继续执行,这就导致了延时。有朋友会问:“主库上那个相同的DDL也需要执行10分,为什 么slave会延时?”,答案是master可以并发,Slave_SQL_Running线程却不可以。

      当主库的TPS并发较高时,产生的DDL数量超过slave一个sql线程所能承受的范围,那么延时就产生了,当然还有就是可能与slave的大型query语句产生了锁等待。

6、如何查看主从延迟

       1. Seconds_Behind_Master

       可以通过监控show slave status\G命令输出的Seconds_Behind_Master参数的值来判断,是否有发生主从延时。

       其值有这么几种:
NULL - 表示io_thread或是sql_thread有任何一个发生故障,也就是该线程的Running状态是No,而非Yes.
0 - 该值为零,是我们极为渴望看到的情况,表示主从复制良好,可以认为lag不存在。
正值 - 表示主从已经出现延时,数字越大表示从库落后主库越多。
负值 - 几乎很少见,只是听一些资深的DBA说见过,其实,这是一个BUG值,该参数是不支持负值的,也就是不应该出现。

       Seconds_Behind_Master是通过比较sql_thread执行的event的timestamp和io_thread复制好的 event的timestamp(简写为ts)进行比较,而得到的这么一个差值。我们都知道的relay-log和主库的bin-log里面的内容完全一 样,在记录sql语句的同时会被记录上当时的ts,所以比较参考的值来自于binlog,其实主从没有必要与NTP进行同步,也就是说无需保证主从时钟的 一致。你也会发现,其实比较真正是发生在io_thread与sql_thread之间,而io_thread才真正与主库有关联,于是,问题就出来了, 当主库I/O负载很大或是网络阻塞,io_thread不能及时复制binlog(没有中断,也在复制),而sql_thread一直都能跟上 io_thread的脚本,这时Seconds_Behind_Master的值是0,也就是我们认为的无延时,但是,实际上不是,你懂得。这也就是为什 么大家要批判用这个参数来监控数据库是否发生延时不准的原因,但是这个值并不是总是不准,如果当io_thread与master网络很好的情况下,那么 该值也是很有价值的。

        方法2. mk-heartbeat,Maatkit万能工具包中的一个工具,被认为可以准确判断复制延时的方法。

        mk-heartbeat的实现也是借助timestmp的比较实现的,它首先需要保证主从服务器必须要保持一致,通过与相同的一个NTP server同步时钟。它需要在主库上创建一个heartbeat的表,里面至少有id与ts两个字段,id为server_id,ts就是当前的时间戳 now(),该结构也会被复制到从库上,表建好以后,会在主库上以后台进程的模式去执行一行更新操作的命令,定期去向表中的插入数据,这个周期默认为1 秒,同时从库也会在后台执行一个监控命令,与主库保持一致的周期去比较,复制过来记录的ts值与主库上的同一条ts值,差值为0表示无延时,差值越大表示 延时的秒数越多。我们都知道复制是异步的ts不肯完全一致,所以该工具允许半秒的差距,在这之内的差异都可忽略认为无延时。