MYSQL 主从同步详解

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关于MYSQL主从同步

什么是MYSQL的主从复制

主从复制是指将一个服务器作为主服务器，所有的数据更新操作都在主服务器进行，并且将主服务器的数据同步到一个或多个从服务器，保证从服务器和主服务器的数据一致。

为什么需要主从复制

  • 高可用，主从复制实现了数据的热备份，可以有效避免单点故障导致的数据丢失。
  • 高性能，可以用来实现读写分离，提高MYSQL服务的并发性能。

MYSQL主从复制原理

原理示意图

  • 主节点 binlog，主从复制的基础是主库记录数据库的所有变更记录到 binlog。binlog 是数据库服务器启动的那一刻起，保存所有修改数据库结构或内容的一个文件。

  • 主节点 log dump 线程，当 binlog 有变动时，log dump 线程读取其内容并发送给从节点。

  • 从节点 I/O线程接收 binlog 内容，并将其写入到 relay log 文件中。

  • 从节点的SQL 线程读取 relay log 文件内容对数据更新进行重放，最终保证主从数据库的一致性。

注：主从节点使用 binglog 文件 + position 偏移量来定位主从同步的位置，从节点会保存其已接收到的偏移量，如果从节点发生宕机重启，则会自动从 position 的位置发起同步。

MYSQL主从复制的模式

1、异步模式（默认方式）

异步模式

异步模式下，主节点执行完客户端提交的事务后立即提交事务并返回给客户端，并不关心 log dump 线程是否成功地将将此次事务写进 binglog 并且发送给从库。假如执行事务的主线程提交事务后，log dump 线程还未来得及写入 binlog，此时系统宕机，则会造成 binglog 中没有保存刚才提交的事务，造成主从数据不一致。

优点：异步模式下，主线程不用关系同步操作，性能最好。

缺点：可能导致主从数据的不一致。

2、半同步复制

半同步复制

半同步方式，当主库在执行完客户端提交的事务后不是立即提交事务，而是等待 log dump 线程将此次事务同步到binlog 发送给从库，并且至少一个从库成功保存到其relay log中，此时主库的才提交事务并返回客户端。

优点：相比于异步模式，半同步方式一定程度上保证了数据同步的可靠性。

缺点：增加了主库响应客户端的延时，延时至少为一个 TCP/IP 的往返时间，即 binglog 发送给从库至收到从库的响应时间。

3、全同步复制

全同步方式，当主库在执行完客户端提交的事务后，必须等待此次的binlog发送给从库，并且所有从库成功地执行完该事务后，主库才能返回客户端。其与半同步复制的区别如下：

  • 半同步下，主库等待binlog写入到从库的relay log即可返回，全同步方式下，必须等到从库执行事务成功。
  • 半同步下，至少一个从库响应后主库即可返回客户端，全同步下必须等待所有的从库返回。

优点：对比半同步复制方式，全同步复制方式数据一致性的可靠性进一步提高

缺点：执行事务时，主库需要等待所有的从库执行成功后才能返回，所以会大大提高主库的响应时间。

MYSQL主从复制搭建

1、环境准备

操作系统：centos 7

MYSQL：mysql 8.0

主库地址：192.168.44.101

从库地址：192.168.44.102

Centos 下安装 mysql 的方式在此不再介绍

2、主库配置

（1）配置 my.cnf

[mysqld]
server-id = 1

（2）重启主库

systemctl restart mysqld

登录 mysql，执行show master status;

image-20210120165723695

File：binglog 文件名，每次重启 mysql 服务都会生成一个新的 binlog 文件（序号递增），当文件大小超过限制（默认1G）时也会生产一个新的 binlog 文件。

Position：binlog 文件偏移量，等于binglog文件大小（字节数）

Binlog_Do_DB：要同步的数据库。不设置的话默认同步所有的数据库，包括 mysql 默认的数据库。

Binlog_Ignore_DB：不需要同步的数据库。

（3）处于数据安全的考虑，添加专门用于主从复制的用户，并仅授予其复制的权限创建用户

CREATE USER 'replication_user'@'%' IDENTIFIED BY '123456';

（4）授予其复制权限

GRANT replication slave on *.* to 'replication_user'@'%' WITH GRANT OPTION;
flush privileges;

（5）设置 replicarion_user 远程连接的密码验证方式

ALTER USER 'replication_user'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';

3、从库配置

（1）配置 my.cnf

[mysqld]
server-id = 2

重启从库 systemctl restart mysqld

（2）指定主库

mysql> change master to
master_host='192.168.44.101',
master_user='replication_user',
master_port=3306,
master_password='123456',
master_log_file='binlog.000004',
master_log_pos=156;

master_log_file：要同步的 binlog 文件。

master_log_pos：从哪个位置开始同步。

一般情况下，我们需要保证主从库的初始数据一致（可以通过 dump 的方式手动同步），然后从这个一致状态为起始位置开始自动主从同步。

（3）开启从库

mysql> start slave;

（4）查看从节点状态

show slave status\G;

image-20210121155842985

Slave_IO_Running：从库的IO线程，用来接收master发送的binlog，并将其写入到中继日志relag log

Slave_SQL_Running：从库的SQL线程，用来从relay log中读取并执行binlog。Slave_IO_Running、Slave_SQL_Running：这两个进程的状态需全部为 YES，只要有一个为 NO，则复制就会停止。

Master_Log_File：要同步的主库的binlog文件名。

Read_Master_Log_Pos：已同步的位置，即同步的 binlog 文件内的字节偏移量，该值会随着主从同步的进行而不断地增长。

Relay_Log_File：从库的中继日志文件，对接收到的主库的 binlog 进行缓冲。从库的SQL线程不断地从 relay log 中读取 binlog 并执行。

Relay_Log_Pos：relay log 中已读取的位置偏移量。

Seconds_Behind_Master: 主从同步延时, 值为 0 为正常情况，正值表示已经出现延迟，数字越大从库落后主库越多。

4、主从同步测试

在主库建表并插入数据

CREATE DATABASE test CHARACTER SET utf8mb4;
USE test;
CREATE TABLE `person` (
  ` id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `age` int NOT NULL,
  PRIMARY KEY (` id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

插入两条数据:

INSERT INTO `test`.`person` (` id`, `name`, `age`) VALUES ('1', '小明', '28');
INSERT INTO `test`.`person` (` id`, `name`, `age`) VALUES ('2', '李华', '30');

在从库查询

mysql> SELECT * FROM person;
+-----+--------+-----+
|  id | name   | age |
+-----+--------+-----+
|   1 | 小明   |  28 |
|   2 | 李华   |  30 |
+-----+--------+-----+
2 rows in set (0.00 sec)

可以看到我们创建的 test 数据库 person 表和表中的数据都成功同步到了从库。

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