MySQL集群架构之主从模式

本文主要是介绍MySQL集群架构之主从模式，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

　　为保证数据库的高可用性，可以采用冗余的方式，但是数据冗余带来的问题是数据一致性问题。主从模式就是该方式的一种集群实现架构，其主要优势就是简单灵活，能满足多种需求。是一种比较主流的用法，同时其劣势也很明显：写操作高可用需自行处理。

　　MySQL主从模式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，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。

　　主从复制模式离不开Binlog(参见MySQL架构原理之存储引擎InnoDB_Redo Log和BinLog - 池塘里洗澡的鸭子 - 博客园 (cnblogs.com)) 。

 　　由上图示可知主从复制整体分为以下三个步骤：
　　　　1）主库将数据库的变更操作记录到Binlog日志文件中；
　　　　2）从库读取主库中的Binlog日志文件信息写入到从库的Relay Log中继日志中；
　　　　3）从库读取中继日志信息在从库中进行Replay,更新从库数据信息。

 　　在上述三个过程中，涉及了Master的BinlogDump Thread和Slave的I/O Thread、SQL Thread，它们的作用如下：

　　　　1）Master服务器对数据库更改操作记录在Binlog中，BinlogDump Thread接到写入请求后，读取Binlog信息推送给Slave的I/O Thread。

　　　　2）Slave的I/O Thread将读取到的Binlog信息写入到本地Relay Log中。

　　　　3）Slave的SQL Thread检测到Relay Log的变更请求，解析relay log中内容在从库上执行。

　　如下是异步复制时序图：

　　上述过程都是异步操作，俗称异步复制；既然是异步就必然存在数据延迟现象，如果宕机那必然导致数据丢失。

　　存在问题就得解决，怎么解决呢？使用：1）半同步复制---解决数据丢失的问题；2）并行复制----解决从库复制延迟的问题。

 　　半同步复制：

　　　　为了提升数据安全，MySQL让Master在某一个时间点等待Slave节点的 ACK（Acknowledgecharacter）消息，接收到ACK消息后才进行事务提交，这也是半同步复制的基础。介绍半同步复制之前先快速过一下 MySQL 事务写入碰到主从复制时的完整过程，主库事务写入分为 4个步骤：

　　　　　　1）InnoDB Redo File Write (Prepare Write)

　　　　　　2）Binlog File Flush & Sync to Binlog File

　　　　　　3）InnoDB Redo File Commit（Commit Write）

　　　　　　4）Send Binlog to Slave

　　　　当Master不需要关注Slave是否接受到Binlog Event时，即为传统的主从复制。

　　　　当Master需要在第三步等待Slave返回ACK时，即为 after-commit，半同步复制。

　　　　当Master需要在第二步等待 Slave 返回 ACK 时，即为 after-sync，增强半同步。

　　下图是 MySQL 官方对于半同步复制的时序图，主库等待从库写入 relay log 并返回 ACK 后才进行Engine Commit。

　　其流程总结如下：

　　　　1）Master服务器对数据库更改操作记录在Binlog中，BinlogDump Thread接到写入请求后，读取Binlog信息推送给Slave的I/O Thread。

　　　　2）Slave的I/O Thread将读取到的Binlog信息写入到本地Relay Log中。

　　　　3）：

　　　　　　3-1）当Master需要在Binlog File Flush & Sync to Binlog File时等待 Slave 返回 ACK 时，即为 after-sync，增强半同步。

　　　　　　3-2）当Master需要在InnoDB Redo File Commit（Commit Write）时等待 Slave 返回 ACK 时，即为 after-commit，半同步复制。

　　　　　　即SlaveACK的时机直接影响Master Commit。

　　　　4）Slave的SQL Thread检测到Relay Log的变更请求，解析relay log中内容在从库上执行。

 　　同步复制：

　　　　MySQL的主从复制延迟一直是受开发者最为关注的问题之一，MySQL追加并行复制功能，目的就是为了改善复制延迟问题，并行复制称为enhanced multi-threaded slave（简称MTS）。在从库中有两个线程IO Thread和SQL Thread，都是单线程模式工作，因此有了延迟问题，我们可以采用多线程机制来加强，减少从库复制延迟。（IO Thread多线程意义不大，主要指的是SQL Thread多线程）。

　　　　并行复制的实现都是基于上述SQL Thread多线程思想，不断优化，减少复制延迟。

 　　以上可以理解为MySQL主从模式实现理论，后续将进行三种复制方式的实践。

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