MySQL 主从复制

主从复制架构和原理

服务性能扩展方式

向上扩展，垂直扩展
向外扩展，横向扩展

MySQL的扩展

读写分离
复制：每个节点都有相同的数据集，向外扩展，基于二进制日志的单向复制

什么是读写分离？

读写分离基本原理

基本的原理是让主数据库处理事务性增、改、删操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而从数据库处理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。

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主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。

目前较为常见的 MySQL 读写分离分为以下两种：

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开支；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合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

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。MySQL-Proxy 为 MySQL 开源项目，通过其自带的 lua 脚本进行SQL 判断。（2）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。它是在mysql-proxy 0.8.2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达几十亿条。支持事物以及存储过程。（3）Amoeba。由陈思儒开发，作者曾就职于阿里巴巴。该程序由Java语言进行开发，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。

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。这对于并不熟悉MySQL Proxy 内置变量和MySQL Protocol 的人来说是非常困难的。

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应用于数据库的代理层。

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，查询多的情况下会考虑使用。

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。

主从复制与读写分离

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个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，再通过读写分离来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。

复制的功用

数据分布
负载均衡读操作
备份
高可用和故障切换
MySQL升级测试

主从复制原理

从库生成两个线程，一个I/O线程，一个SQL线程；
i/o线程去请求主库的binlog，并将得到的binlog日志写到relay log(中继日志) 文件中；
主库会唤醒 log dump 线程，用来给从库 i/o线程传binlog；
SQL 线程，会读取relay log文件中的日志，并解析成具体操作，来实现主从的操作一致，而最终数据一致；

主从复制相关线程

主节点：

dump Thread：为每个Slave的I/O Thread启动一个dump线程，用于向其发送binary log events

从节点：

I/O Thread：向Master请求二进制日志事件，并保存于中继日志中

SQL Thread：从中继日志中读取日志事件，在本地完成重放

跟复制功能相关的文件

master.info：用于保存slave连接至master时的相关信息，例如账号、密码、服务器地址等
relay-log.info：保存在当前slave节点上已经复制的当前二进制日志和本地relay log日志的对应关系
mariadb-relay-bin.00000#: 中继日志,保存从主节点复制过来的二进制日志,本质就是二进制日志