mysql主从复制、读写分离

一、主从复制架构和原理

1.1 主从复制类型

•  基于SQL语句的复制(STATEMENT默认)
•  基于行的复制(ROW）
•  混合类型的复制(MIXED)

1.2主从复制的工作流程及原理

1.2.1 工作流程

        ① 当数据来的时候，主服务器把操作记录二进制日志中，存储放入磁盘

        ② 从服务器的I/O线程据知道有新数据后向dump线程发出同步请求，dumo线程收到后将更新的数据发送给从服务器I/O线程

        ③ 从服务器的I/O线程在接收到数据后，暂时存放到中继日志中，交予sql线程处理

        ④ sql线程会读取中继日志中的数据，再存放到磁盘中

        ⑤ 最终从服务器完成对主服务器数据的复制，达到数据同步的效果

1.2.2 工作原理

        读写分离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。

1.3 mysq支持的复制类型

（1）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。
（2）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。
（3）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。

1.4 主从服务器版本问题

若主从版本不一致，从的版本一定要高于主，保证可以向下兼容
因为若主的版本更新，低版本的从无法兼容的。
 

二、主从复制延迟情况

2.1出现延迟情况的场景

① 网络延迟

② 主从硬件设备导致

③ cpu主频、内存io、硬盘io

④ 本来就不是同步复制、而是异步复制

2.2 解决方式

        ①从库优化Mysq1参数。比如增大innodb buffer pool size，让更多操作在Mysql内存中完成，减少磁盘操作。

        ② 从库使用高性能主机。包括cpu强悍、内存加大。避免使用虚拟云主机，使用物理主机，这样提升了i/o方面性。从库使用sSD磁盘网络优化，避免跨机房实现同步

三、MySQL读写分离

3.1 读写分离的概念

        读写分离，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。

3.2 读写分离的目的

        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。

3.3 读写分离的场景

        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。

3.4 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（rsync是一个用于在本地或远程系统之间同步文件和目录的工具。它可以通过SSH（Secure Shell）协议来加密传输数据，也可以通过本地网络直接同步文件。rsync通常用于备份文件、镜像网站、或者在不同系统之间同步数据。），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。

3.5 读写分离的方式

        1）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。

        2）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。
        （1）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。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。

3.6 Amoeba的概念

        读取请求发送给从服务器是，采用轮询调度算法
        amoeba使用的java语言编写，配置文件为xml
        amoeba主要负责对外的一个代理IP
        访问这个IP时，发送的请求为“写”请求，则会转给主服务器
        当发送的请求为读时，会通过调度转发给从服务器，使用轮询算法，轮流分配给两台从服务器

3.7 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查询，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查询导致的变更同步到集群中的从数据库。
        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(select)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

四、主从复制与读写分离部署搭设

4.1 主从复制

主master服务器 ：192.168.200.12     安装包    ntp 、 mysql-boost-5.7.20.tar.gz

从slave1服务器 ： 192.168.200.13     安装包ntp 、ntpdate 、mysql-boost-5.7.20.tar.gz

从slave2服务器 ： 192.168.200.14     安装包ntp 、ntpdate 、mysql-boost-5.7.20.tar.gz

amoeba服务器  ： 192.168.200.15  jdk-6u14-linux-x64.bin、amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz

客户端：192.168.200.15

Mysql主从服务器时间同步

主master服务器 ：192.168.200.12     安装包    ntp

yum -y install ntp
 
vim /etc/ntp.conf

末行添加

server 127.127.200.0              #设置本地是时钟源，注意修改网段
fudge 127.127.200.0 stratum 8         #设置时间层级为8（限制在15内）
 
systemctl start ntpd

从服务器 ;192.168.200.13  192.168.200.14

yum -y install ntp ntpdate
 
service ntpd start
/usr/sbin/ntpdate 192.168.223.10      #进行时间同步，指向Master服务器IP
 
crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.223.10

主服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 1
log-bin=master-bin              #添加，主服务器开启二进制日志
log-slave-updates=true            #添加，允许从服务器更新二进制日志
binlog_format = MIXED
 
systemctl restart mysqld
 
mysql -u root -p
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.200.%' IDENTIFIED BY '123';     
#给从服务器授权
FLUSH PRIVILEGES;
 
show master status;
 
#File 列显示日志名，Fosition 列显示偏移量

从服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 2           #修改，注意id与Master的不同，两个Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin           #添加，开启中继日志，从主服务器上同步日志文件记录到本地
relay-log-index=slave-relay-bin.index   #添加，定义中继日志文件的位置和名称
relay_log_recovery = 1                       #选配项
#当 slave 从库宕机后，假如 relay-log 损坏了，导致一部分中继日志没有处理，则自动放弃所有未执行的 relay-log，并且重新从 master 上获取日志，这样就保证了relay-log 的完整性。默认情况下该功能是关闭的，将 relay_log_recovery 的值设置为 1 时， 可在 slave 从库上开启该功能，建议开启。
 
systemctl restart mysqld
 
mysql -u root -p
change master to master_host='192.168.200.12' , master_user='myslave',master_password='123',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=306;
#配置同步，注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要与Master查询的一致，这里的是例子，每个人的都不一样
 
start slave;            #启动同步，如有报错执行 reset slave;
show slave status\G         #查看 Slave 状态
//确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes       #负责与主机的io通信
Slave_SQL_Running: Yes        #负责自己的slave mysql进程

改从服务器slave2

#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

5、修改过配置文件服务没有重启

验证主从复制

4.2 读写分离

Amoeba（192.168.200.15）
Amoeba服务器配置

因为 Amoeba 基于是 jdk1.5 开发的，所以官方推荐使用 jdk1.5 或 1.6 版本，高版本不建议使用。
将jdk-6u14-linux-x64.bin 和 amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz.0 上传到/opt目录下。

cd /opt/
cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/

cd /usr/local/

chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin 

./jdk-6u14-linux-x64.bin
按空格到最后一行
按yes，按enter

mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

vim /etc/profile  ##存放的是jdk环境变量
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/bin/:$PATH:$HOME/bin
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

source /etc/profile  # 刷新环境变量
java -version # 查看java jdk

##安装 Amoeba软件##
mkdir /usr/local/amoeba
tar zxvf /opt/amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/

chmod -R 755 /usr/local/amoeba/

/usr/local/amoeba/bin/amoeba
//如显示amoeba start|stop 说明安装成功

##配置 Amoeba读写分离，两个 Slave 读负载均衡##

先在Master、Slave1、Slave2 的mysql上开放权限给 Amoeba 访问
grant all on *.* to test@'192.168.80.%' identified by '123.com';

amoeba服务器配置amoeba服务

cd /usr/local/amoeba/conf/
 
cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
vim amoeba.xml                  #修改amoeba配置文件
 
30修改
<property name="user">amoeba</property>
32修改
<property name="password">123456</property>
115修改
<property name="defaultPool">master</property>
117去掉注释–
<property name="writePool">master</property>
<property name="readPool">slaves</property>

 修改数据库配置文件

cp dbServers.xml dbServers.xml.bak
 
vim dbServers.xml               #修改数据库配置文件
 
23注释掉
作用：默认进入test库 以防mysql中没有test库时，会报错
<!-- mysql schema 
<property name="schema">test</property>
-->
26修改
<!-- mysql user -->
<property name="user">test</property>
28-30去掉注释
<property name="password">123456</property>
45修改，设置主服务器的名Master
<dbServer name="master"  parent="abstractServer">
48修改，设置主服务器的地址
<property name="ipAddress">192.168.223.10</property>
52修改，设置从服务器的名slave1
<dbServer name="slave1"  parent="abstractServer">
55修改，设置从服务器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.223.9</property>
58复制上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址
<dbServer name="slave2"  parent="abstractServer">
<property name="ipAddress">192.168.223.11</property>
65修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
71修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>
 
/usr/local/amoeba/bin/amoeba start&         #启动Amoeba软件，按ctrl+c 返回
netstat -anpt | grep java             #查看8066端口是否开启，默认端口为TCP 8066