读写分离

什么是读写分离

基本的原理是让主数据库处理事务增、改、删操作，而从数据库处理的select查询操作。数据库复制被用来把事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

为什么要读写分离

因为数据库的“写”（写10000条数据可能要3分钟）操作是比较耗时的。

但是数据库的“读”（读10000条数据可能只要5秒钟）。

所以读写分离，解决的是数据库的写入影响了查询的效率。

什么时候要读写分离

数据库不一定要读写分离，如果程序使用数据库较多时，而更新少，查询多的情况下考虑使用。利用数据库主从同步，再通过读写分离可以分担数据库压力，提高性能。

MySQL读写分离原理

读写分离就是只在主服务器上写，只在从服务器上读。基本的原理是让主数据库处理事务性操作，而从数据库处理select查询。数据库复制被用来把数据库上事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

常见的MySQL读写分离

基于程序代码内部实现

在代码中根据select、insert进行路由分类，这类方法也是目前生产环境应用最广泛的
优点是性能较好，因为在程序代码中实现，不需要增加额外的设备为硬件并发，缺点是需要开发人员来实现，运维人员无从下手
但是并不是所有的应用都适用在程序代码中实现读写分离，像一些大型复杂的java应用，如果在程序代码中实现读写分离对代码改动就较大

基于中间代理层实现

需要添加额外设备，成本较高，但通用性较好，由运维人员维护

代理一般位于客户端和服务器之间，代理服务器接到客户端请求后通过判断后转发到后端数据库，有以下代表性程序

MySQL-proxy：为MySQL开源项目，通过其自带的lua脚本进行sql判断
atlas：是由奇虎360的web平台部基础架构团队开发维护的一个基于MySQL协议的数据中间层项目。他是在MySQL-proxy0.8.2版本的基础上，对其进行了优化，增加了一些新的功能特性。360内部使用atlas运行的MySQL业务，每天承载的读写请求数几十亿条。支持事务以及存储过程
amoeba：由陈思儒开发，作者曾就职于阿里巴巴。该程序由Java语言开发，阿里巴巴将其用于生产环境，但是它不支持事务和存储过程
mycat：是一款流行的基于Java语言编写的数据库中间件，是一个实现了MySQL协议的服务器，其核心功能是分库分表。配合数据库的主从模式还可以实现读写分离

注

由于使用MySQL-proxy需要写大量的lua脚本，这些lua并不是现成的，而是需要自己去写。这对不熟悉MySQL-proxy内置变量和MySQL-frotocol的人来说非常困难
amoeba是一个非常容易使用、可移植性非常强的软件，因此它在生产环境中被广泛使用于数据库的代理层

主从复制

读写分离基于主从复制实现的

在实际的生产环境中，对数据库的读和写都在同一个数据库服务器中，是不能满足实际需求的。无论是在安全性、高可用性还是高并发等各方面都是完全不能满足实际需求的。因此，通过主从复制的方式来同步数据，再通过读写分离提升数据库的并发负载能力。有点类似于rsync，但是不同的是rsync是对磁盘文件做备份，而mysql主从复制是对数据库中的数据、语句做备份

MySQL支持的复制类型

STATEMENT：基于语句的复制。在服务器上执行sql语句，在从服务器上执行同样的语句，MySQL默认采用基于语句的复制，执行效率高。
ROW:基于行的复制，把改变的内容复制过去，而不是把命令在从服务器上执行一遍
MIXED：混合类型的复制，默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制。

主从复制的工作过程（重点）

微信截图_20221031200013.png

用户在主数据库中更新写入SQL语句，主库将其记录在二进制日志中，从库会对主库进行检测，当主库的二进制发生改变时，从库会开启i/o线程，向主库请求读取事件，主库开启dump线程答应从库的请求，向从库发送二进制事件。从库通过i/o线程将主库发送的二进制事件记录到中继日志中。从节点中的SQL线程之后会对中继日志进行读取，并进行重放的操作，保证数据的一致性。重放结束后，节点服务器的i/o线程和SQL线程将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒

注

中继日志通常会位于os缓存中，所以中继日志的开销很小。
复制过程有一个很重的限制，即复制在slave上是串行话的，也就是说master上的并行更新操作不能在slave上并行操作

MySQL主从复制的几个同步模式

●异步复制（Asynchronous replication）

MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。

●全同步复制（Fully synchronous replication）

指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

●半同步复制（Semisynchronous replication）

介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到 relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

配置 mysql 主从复制和读写分离

实验准备

Master服务器：192.168.116.50

Slave1服务器：192.168.116.20

Slave2服务器：192.168.116.40

Amoeba服务器：192.168.116.30

客户端：192.168.116.100

配置主从复制

（1）mysql主从服务器时间同步

Master服务器配置

yum install -y ntp

vim /etc/ntp.conf
#设置本地为时钟源（116.0为我局域网网段）
server 127.127.116.0
#设置时间层级为8（限制在15内）
fudge 127.127.116.0 stratum 8

service ntpd start

从服务器设置

yum install -y ntp ntpdate

service ntpd start

#指定时钟源地址
/usr/sbin/ntpdate 192.168.116.50

#定时同步
crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.116.50

（2）配置Master服务器

#修改配置文件
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
...

server-id=1
log_bin=mysql-bin
binlog_format=MIXED
log-slave-updates=true
expire_logs_days=10
max_binlog_size=500M

#重启服务使配置生效
systemctl restart mysqld.service

#给从服务授权
mysql -uroot -p123123
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.116.% IDENTIFIED BY '123123';
FLUSH PRIVILEGES;
#查看二进制日志文件和pos节点
show master status；

微信截图_20221108090343.png

微信截图_20221108090409.png

（3）配置两台Slave服务器

#修改配置文件
vim /etc/my.cnf
server-id = 2
relay-log = relay-log-bin
relay-log-index = slave-relay-bin.index
relay_log_recovery = 1

#重启服务使配置生效
systemctl restart mysqld.service

#登入数据库做salve配置
mysql -uroot -p123123

change master to master_host='192.168.116.50',master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='mysql-bin.000007',master_log_pos=3464;

#开启slave和查看状态
start slave;

show slave status\G

微信截图_20221108090543.png

微信截图_20221108090610.png

一般 Slave_IO_Running : No的可能性

1.网络不通
2.my.cnf 配置有问题
3.密码、file文件名、pos偏移量不对 4.防火墙没有关闭

（4）测试主从复制是否成功

在主服务器创建库和表

微信截图_20221108090705.png

查看两台slave服务器（存在说明同步成功）

微信截图_20221108090747.png

配置主从读写分离（Amoeba）

配置Amoeba代理服务器需要准备jdk1.5或1.6环境和 amoeba安装包

（1）安装jdk1.6环境

#首先把jdk-6u14-linux-x64.bin放在/usr/local/下
chmod +x /usr/local/jdk-6u14-linux-x64.bin

#执行安装
./jdk-6u14-linux-x64.bin

#添加环境变量并启用文件
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6.0_14/
export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH

source /etc/profile

#查看java环境
java -version

微信截图_20221108091028.png

微信截图_20221108091049.png

（2）安装配置amoeba服务

#先将amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz压缩包放在/opt下
mkdir /usr/local/amoeba
cd /opt
tar xf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba

#添加amoeba环境变量（在上一步的java环境变量的基础上修改）
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6.0_14/
export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$AMOEBA_HOME/bin:$PATH

source /etc/profile

微信截图_20221108091214.png

先在所有主从数据库中授权amoeba用户访问

mysql -uroot -p123123
grant all on *.* to 'amoeba'@'192.168.116.%' identified by '123123';

修改amoeba配置文件/usr/local/amoeba/conf/amoeba.xml

微信截图_20221108091328.png

微信截图_20221108091341.png

修改服务器配置文件/usr/local/amoeba/conf/dbServers.xml

微信截图_20221108091421.png

微信截图_20221108091443.png

启动服务并查看是否开启成功

/usr/local/amoeba/bin/amoeba start

netstat -nltp |grep 8066

微信截图_20221108091641.png

mysql主从复制与读写分离