探索MYSQL主从复制原理

Sep 21, 2019

MySQL 主从复制概念

      MySQL 主从复制是指数据可以从一个MySQL数据库服务器主节点复制到一个或多个从节点。MySQL 默认采用异步复制方式,这样从节点不用一直访问主服务器来更新自己的数据,数据的更新可以在远程连接上进行,从节点可以复制主数据库中的所有数据库或者特定的数据库,或者特定的表。

MySQL 主从复制主要用途

  • 读写分离
           在开发工作中,有时候会遇见某个sql 语句需要锁表,导致暂时不能使用读的服务,这样就会影响现有业务,使用主从复制,让主库负责写,从库负责读,这样,即使主库出现了锁表的情景,通过读从库也可以保证业务的正常运作

  • 数据实时备份,当系统中某个节点发生故障时,可以方便的故障切换

  • 架构扩展
          随着系统中业务访问量的增大,如果是单机部署数据库,就会导致I/O访问频率过高。有了主从复制,增加多个数据存储节点,将负载分布在多个从节点上,降低单机磁盘I/O访问的频率,提高单个机器的I/O性能。

MySQL主从形式

  • 一主一从

  • 一主多从

          一主一从和一主多从是最常见的主从架构,实施起来简单并且有效,不仅可以实现HA,而且还能读写分离,进而提升集群的并发能力。

  • 多主一从 (从5.7开始支持)

          多主一从可以将多个mysql数据库备份到一台存储性能比较好的服务器上。

  • 双主复制
         双主复制,也就是互做主从复制,每个master既是master,又是另外一台服务器的slave。这样任何一方所做的变更,都会通过复制应用到另外一方的数据库中。

  • 级联复制

         级联复制模式下,部分slave的数据同步不连接主节点,而是连接从节点。因为如果主节点有太多的从节点,就会损耗一部分性能用于replication,那么我们可以让3~5个从节点连接主节点,其它从节点作为二级或者三级与从节点连接,这样不仅可以缓解主节点的压力,并且对数据一致性没有负面影响。

MySQL 主从复制原理

     MySQL主从复制涉及到三个线程,一个运行在主节点(log dump thread),其余两个(I/O thread, SQL thread)运行在从节点,如下图所示:

  • 主节点 binary log dump 线程
       当从节点连接主节点时,主节点会创建一个log dump 线程,用于发送bin-log的内容。在读取bin-log中的操作时,此线程会对主节点上的bin-log加锁,当读取完成,甚至在发动给从节点之前,锁会被释放。
  • 从节点I/O线程
       当从节点上执行start slave命令之后,从节点会创建一个I/O线程用来连接主节点,请求主库中更新的bin-log。I/O线程接收到主节点binlog dump 进程发来的更新之后,保存在本地relay-log中。
  • 从节点SQL线程
       SQL线程负责读取relay log中的内容,解析成具体的操作并执行,最终保证主从数据的一致性。
       对于每一个主从连接,都需要三个进程来完成。当主节点有多个从节点时,主节点会为每一个当前连接的从节点建一个binary log dump 进程,而每个从节点都有自己的I/O进程,SQL进程。从节点用两个线程将从主库拉取更新和执行分成独立的任务,这样在执行同步数据任务的时候,不会降低读操作的性能。比如,如果从节点没有运行,此时I/O进程可以很快从主节点获取更新,尽管SQL进程还没有执行。如果在SQL进程执行之前从节点服务停止,至少I/O进程已经从主节点拉取到了最新的变更并且保存在本地relay日志中,当服务再次起来之后,就可以完成数据的同步。

要实施复制,首先必须打开Master 端的binary log(bin-log)功能,否则无法实现

MySQL 主从复制模式

MySQL 主从复制默认是异步的模式。MySQL增删改操作会全部记录在binary log中,当slave节点连接master时,会主动从master处获取最新的bin log文件。并把bin log中的sql relay

最后

      Mysql 主从复制是mysql 高可用,高性能的基础,有了这个基础,mysql 的部署会变得简单、灵活并且具有多样性,从而可以根据不同的业务场景做出灵活的调整。

参考资料