16、数据复制技术全解析

数据复制技术全解析

1. 复制概述

数据复制是指在通过网络连接的多台机器上保留相同数据的副本。进行数据复制主要有以下几个原因：
- 让数据在地理位置上更接近用户，从而减少延迟。
- 使系统在部分组件出现故障时仍能继续工作，提高可用性。
- 增加可处理读查询的机器数量，提高读吞吐量。

复制的难点在于处理复制数据的变更，常见的复制变更算法有单领导者、多领导者和无领导者复制，几乎所有分布式数据库都会采用其中一种方法，它们各有优缺点。

复制时需要考虑诸多权衡，例如使用同步还是异步复制，以及如何处理故障副本。这些通常是数据库的配置选项，虽然不同数据库的细节有所不同，但总体原则相似。

2. 领导者与追随者复制模式

每个存储数据库副本的节点称为副本。在多副本的情况下，如何确保所有数据都能在所有副本上保持一致是一个关键问题。最常见的解决方案是基于领导者的复制（也称为主动/被动或主从复制），其工作流程如下：
1. 指定一个副本作为领导者（也称为主节点或主副本）。当客户端要向数据库写入数据时，必须将请求发送给领导者，领导者首先将新数据写入其本地存储。
2. 其他副本称为追随者（只读副本、从节点、次节点或热备用节点）。每当领导者将新数据写入其本地存储时，它还会将数据变更作为复制日志或变更流发送给所有追随者。每个追随者从领导者获取日志，并按照领导者处理写入的相同顺序应用所有写入，从而相应地更新其本地数据库副本。
3. 当客户端要从数据库读取数据时，可以查询领导者或任何追随者。但写入操作仅在领导者上接受（从客户端的角度来看，追随者是只读的）。

这种复制模式是许多关系数据库（如Post