认真研究MySQL的主从复制(一)

时间:2023-01-12 11:19:14

【1】主从复制概述

① 如何提升数据库并发能力

在实际工作中,我们常常将Redis作为缓存与MySQL配合使用,当有请求的时候,首先会从缓存中进行查找。如果存在就直接取出,如果不存在再访问数据库。这样就提升了读取的效率,也减少了对后端数据库的访问压力。Redis的缓存结构是高并发架构中非常重要的一环。

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此外,一般应用对数据库而言都是“读多写少”,也就说对数据库读取数据的压力比较大。有一个思路就是采用数据库集群的方案,做主从架构、进行读写分离,这样同样可以提升数据库的并发处理能力。但并不是所有的应用都需要对数据库进行主从架构的设置,毕竟设置架构本身是有成本的。

如果我们的目的在于提升数据库高并发访问的效率,那么首先考虑的是如何优化SQL和索引,这种方式简单有效。其次才是采用缓存的策略,比如使用Redis将热点数据保存在内存数据库中,提升读取的效率。最后才是对数据库采用主从架构,进行读写分离。

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按照上面的方式进行优化,使用和维护的成本是由低到高的。

② 主从复制的作用

主从同步设计不仅可以提高数据库的吞吐量,还有以下3个方面的作用。

第一个作用:读写分离。 我们可以通过主从复制的方式来同步数据,然后通过读写分离提高数据库并发处理能力。

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其中一个是Master库,负责写入数据,我们称之为:写库。其他都是slave从库,负责读取数据,我们称之为:读库。

当主库进行更新的时候会自动将数据复制到从库中,而我们在客户端读取数据的时候,会从从库中进行读取。

面对“读多写少”的需求,采用读写分离的方式,可以实现更高的并发访问。同时,我们还能对从服务器进行负载均衡,让不同的读请求按照策略均匀地分发到不同的从服务器上,让读取更加顺畅。读取顺畅的另一个原因,就是减少了锁表的影响。比如我们让主库负责写,当主库出现写锁的时候,不会影响到从库进行select的读取。


第2个作用就是数据备份。 我们通过主从复制将主库上的数据复制到了从库上,相当于是一种热备份机制,也就是在主库正常运行的情况下进行的备份不会影响到服务。

第3个作用是具有高可用性。 数据备份实际上是一种冗余的机制,通过这种冗余的方式可以换取数据库的高可用性,也就是当服务器出现故障或宕机的情况下,可以切换到从服务器上,保证服务器的正常运行。

关于高可用性的程度,我们可以用一个指标衡量,即正常可用时间 / 全年时间。比如要达到全年99.999%的时间都可用,就意味着系统在一年中的不可用时间不得超过3652460*(1-99.999%)=5.256分钟(含系统崩溃的时间、日常维护操作导致的停机时间等),其他时间都需要保持可用的状态。

实际上,更高的高可用性,意味着需要付出更高的成本代价。在现实中我们需要结合业务需求和成本来进行选择。

【2】主从复制的原理

① 原理剖析

核心关键词:三个线程。 实际上主从同步的原理就是基于binlog进行数据同步的。在主从复制过程中,会基于3个线程来操作,一个主库线程,两个从库线程。
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二进制日志转储线程(Binlog dump thread)是一个主库线程。当从库线程连接的时候,主库可以将二进制日志发送给从库,当主库读取事件(Event)的时候,会在Binlog上加锁,读取完成之后,再将锁释放掉。

从库I/O线程会连接到主库, 向主库发送请求更新Binlog。这时从库的IO线程就可以读取到主库的二进制日志转储线程发送的Binlog更新部分,并且拷贝到本地的中继日志(Relay log)。

从库SQL线程会读取从库中的中继日志,并且执行日志中的事件,将从库中的数据与主库保持同步。
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注意:不是所有版本的MySQL都默认开启服务器的二进制日志。在进行主从同步的时候,我们需要先检查服务器是否已经开启了二进制日志。除非特殊指定,默认情况下从服务器会执行所有主服务器中保存的事件。也可以通过配置,使从服务器执行特定的事件。

② 复制三步骤

步骤1:Master将写操作记录到二进制日志(binlog)。这些记录叫做二进制日志事件(binary log events);

步骤2:Slave 将Master的binary log events 拷贝到它的中继日志(relay log);

步骤3:Slave重做中继日志中的事件,将改变应用到自己的数据库总。MySQL复制是异步的且串行化的,而且重启后从接入点开始复制。

不过复制的最大问题是:延时。