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如何基于 MySQL 主从模式搭建上万并发的系统架构?

如何基于 MySQL 主从模式搭建上万并发的系统架构?

作者: 互联网Java进阶架构 | 来源:发表于2019-08-20 15:36 被阅读1次

    一、主从复制基础概念

    在了解主从复制之前必须要了解的就是数据库的二进制日志(binlog),主从复制架构大多基于二进制日志进行。

    1.1 二进制日志管理说明

    二进制日志在哪?如何设置位置和命名?

    在my.cnf文件中使用 log-bin = 指定;命名规则为 mysql-bin.000000 (后为6位数字)

    二进制日志位置

    日志命名:

    二进制日志记录什么?二进制日志中记录的是一个个完成的事件

    二进制日志格式是怎样的?推荐使用row格式

    查看当前使用的日志格式:

    二进制日志如何滚动?每次重启都会刷新日志,也可以通过命令进行刷新 reset master;

    二进制日志用来干嘛?备份恢复,起始点的备份恢复

    二进制日志的操作命令?查看都有哪些二进制日志

    查看当前使用的二进制日志文件:

    binlog相关详情参照:

    http://www.cnblogs.com/clsn/p/8087678.html#_label6

    1.2 mysql传统备份方式和缺陷

    二进制日志备份

    mysqldump

    必须有数据库服务器完成逻辑工作,需要更多地cpu周期

    逻辑备份还原速度慢:需要MySQL加载和解释语句、转化存储格式、重建引擎

    xtrabackup

    文件大

    不总是可以跨平台、操作系统和MySQL版本

    1.3 MySQL主从复制能为我们做什么

    高可用

    辅助备份

    分担负载

    二、MySQL主从复制介绍

    2.1 复制技术

    作用:

    保证数据安全(异机实时备份)

    保证服务持续运行(宕机接管)

    主从复制实现基本原理

    自带功能,复制是 MySQL 的一项功能,允许服务器将更改从一个实例复制到另一个实例。

    主服务器将所有数据和结构更改记录到二进制日志中。

    从属服务器从主服务器请求该二进制日志并在本地应用其内容。即通过把主库的binlog传送到从库,从新解析应用到从库。

    2.2 复制架构

    mysql复制的应用常见场景:

    应用场景1:从服务器作为主服务器的实时数据备份

    应用场景2:主从服务器实现读写分离,从服务器实现负载均衡

    应用场景3:把多个从服务器根据业务重要性进行拆分访问

    传统的 MySQL复制提供了一种简单的主–从复制方法,有一个主,以及一个或多个从。

    主节点执行和提交事务,然后将它们(异步地)发送到从节点,以重新执行(在基于语句的复制中)或应用(在基于行的复制中)。

    这是一个 shared-nothing 的系统,默认情况下所有 server 成员都有一个完整的数据副本。

    (图)MySQL 异步复制

    还有一个半同步复制,它在协议中添加了一个同步步骤。

    这意味着主节点在提交时需要等待从节点确认它已经接收到事务。只有这样,主节点才能继续提交操作。

    (图)MySQL 异步复制

    在上面的两个图片中,可以看到传统异步 MySQL 复制协议(以及半同步)的图形展示。

    蓝色箭头表示在不同 server 之间或者 server 与 client 应用之间的信息交互。

    2.3 MySQL主从复制原理介绍

    复制过程:

    开启binlog日志,通过把主库的binlog传送到从库,从新解析应用到从库。

    复制需要3个线程(dump、io、sql)完成,5.6从库多个sql。

    复制是异步的过程。主从复制是异步的逻辑的SQL语句级的复制。

    复制前提:

    主服务期一定要打开二进制日志

    必须两台服务器(或者是多个实例)

    从服务器需要一次数据初始化

    如果主从服务器都是新搭建的话,可以不做初始化

    如果主服务器已经运行了很长时间,可以通过备份将主库数据恢复到从库

    主库必须要有对从库复制请求的用户。

    从库需要有relay-log设置,存放从主库传送过来的二进制日志:

    show variables like '%relay%';

    在第一次的时候,从库需要change master to 去连接主库。

    change master信息需要存放到master.info中 :

    show variables like '%master_info%';

    从库怎么知道,主库发生了新的变化?通过relay-log.info记录的已经应用过的relay-log信息。

    在复制过程中涉及到的线程

    从库会开启一个IO thread(线程),负责连接主库,请求binlog,接收binlog并写入relay-log。

    从库会开启一个SQL thread(线程),负责执行relay-log中的事件。

    主库会开启一个dump thrad(线程),负责响应从IO thread的请求。

    主从怎么实现的?

    通过二进制日志

    至少两台(主、从)

    主服务器的二进制日志“拿”到从服务器上再运行一遍。

    通过网络连接两台机器,一般都会出现延迟的状态。也可以说是异步的。

    2.4 执行原理--第一次开启主从过程

    从库通过手工执行change master to 语句连接主库,提供了连接的用户一切条件:

    (user、password、port、ip)

    并且让从库知道,二进制日志的起点位置(file名 position号)

    start slave

    从库的IO和主库的dump线程建立连接

    从库根据change master to 语句提供的file名和position号,IO线程向主库发起binlog的请求

    主库dump线程根据从库的请求,将本地binlog以events的方式发给从库IO线程

    从库IO线程接收binlog evnets,并存放到本地relay-log中,传送过来的信息,会记录到master.info中。

    从库SQL线程应用relay-log,并且把应用过的记录到relay-log.info,默认情况下,已经应用过的relay会自动被清理purge。

    到此为止,一次主从复制就完成

    一旦主从运行起来:就不需要手工执行change master to,因为信息都会被存放到master.info(user、password、port、ip,上次获取过的binlog信息file和position)中。

    详细的mysql replication 过程

    三、 主从搭建配置

    本次主从搭建使用mysql多实例进行实验。多实例配置参考文档进行配置:

    http://www.cnblogs.com/clsn/p/8038964.html#_label8

    3.1 多实例数据库slave配置

    系统环境说明:

    1、启动多实例数据库

    2、配置文件说明:

    master 配置文件说明:

    slave 配置文件说明:

    3、在主库创建复制用户

    登陆到主数据库中:

    mysql -uroot -p123 -S /data/3306/mysql.sock

    创建授权用户,注意是slave用户。

    4、初始化从库数据

    备份主库当前数据

    部分参数说明:

    -F 刷新二进制日志

    --master-data [=#]这会导致二进制日志的位置和文件名被追加到输出中。如果等于1,则将其打印为CHANGE MASTER命令; 如果等于2,那么该命令将以注释符号为前缀。

    到从库进行恢复

    mysql -uroot -p123 -S /data/3307/mysql.sock

    恢复备份的数据

    5、开启从库复制

    查看备份的当前使用的文件及POS号

    登入数据库,进行slave配置。

    该配置想关说明可以通过 help 获得。

    3.2 测试主从同步

    查看slave库的状态,主要查看:

    Slave_IO_Running与Slave_SQL_Running是否都为Yes

    主库进行操作,在从库验证

    在从库上可以看到该数据库已创建

    至此mysql主从复制就搭建完成

    3.3 忘记数据库密码?

    3.4 主从复制状态失败的原因?

    Last_IO_Error: error reconnecting to master 'repl@10.0.0.52:3306' - retry-time: 60 retries: 1

    原因:

    主机没启动,或者宕机,检查主库的状态。

    网络通信问题,使用ping命令进行检查;或使用mysql命令进行shell端登陆测试

    防火墙,selinux(务必检查)

    复制用户和密码、端口号、地址有问题,使用mysql命令进行shell端登陆测试。

    mysql自动解析,会将连接的IP解析成主机名(skip-name-resolve = 0)写入my.cnf文件即可。

    从库IO异常关闭,通过show slave status \G 进行查看。

    四、MySQL主从复制常见问题

    4.1 从库binlog落后主库binlog?

    从库记录的已经主库已经给我传送的binlog事件的坐标,一般在繁忙的生产环境下会落后于主库

    落后太远的原因:

    硬件条件有关的,机器磁盘IO性能不足。

    主要还是网络问题,网络传输的性能。

    主库存放二进制日志的存储性能太低,建议binlog日志存咋SSD中。

    主库DUMP线程太繁忙,主要发生在一主多从的环境下。

    从库IO线程太忙

    人为控制(delay节点、延时节点 )

    4.2 主库update,从库迟迟的没有更新

    特殊情况日志已经传过来了,数据并没有同步

    一般情况:

    没开启SQL线程

    传的东西有问题(你要做的事情,我提前已经做了,不想重复做了,然后他就死了)

    SQL线程忙

    人为控制了【delay(从库)节点、延时节点,一般生产设置为3-6小时之间,可以保证过去3-6小时之间的误操作,可以避免】

    4.3 主从复制延时配置(从库配置)

    停止从库复制

    mysql>stop slave;

    Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

    修改延时参数,MASTER_DELAY,单位位S (秒)。

    mysql>CHANGE MASTER TO MASTER_DELAY = 30;

    Query OK, 0 rows affected (0.07 sec)

    启动从库复制

    mysql>start slave;

    Query OK, 0 rows affected (0.07 sec)

    查看配置是否生效

    mysql> show slave status \G

    ……

    SQL_Delay: 30

    4.4 从库安全配置(其他用户只读)

    修改my.cnf配置文件,添加只读参数

    read_only = 1 ====> 控制普通用户

    innodb_read_only = 1 ====> 控制root用户,正常情况不要加

    添加完成后重启数据库

    延时从库: delay节点、延时节点

    4.5 主从复制故障及解决(跳过错误)

    命令行设置

    stop slave; #<==临时停止同步开关。

    set global sql_slave_skip_counter = 1 ; #<==将同步指针向下移动一个,如果多次不同步,可以重复操作。

    start slave;

    在配置文件修改,设置要跳过的pos

    /etc/my.cnf

    slave-skip-errors = 1032,1062,1007

    在mysql中可以跳过某些错误,但是最好的解决办法,重新搭建主从复制。

    4.6 延时节点概念 --> SQL线程延时?

    Last_SQL_Errno: 0

    Last_SQL_Error:

    原因:

    主库做操作的对象,在从库不存在

    主库做操作的对象属性不一致

    主库做操作的对象,从库已经存在

    ……

    4.7 Slave_*_Running:?

    Slave_IO_Running I/O 线程正在运行、未运行还是正在运行但尚未连接到主服务器。可能值分别为Yes、No 或 Connecting。

    Slave_SQL_Running SQL线程当前正在运行、未运行,可能值分别为Yes、No

    主服务器日志坐标:Master_Log_File 和 Read_Master_Log_Pos 标识主服务器二进制日志中 I/O 线程已经传输的最近事件的坐标。

    如果Master_Log_File和Read_Master_Log_Pos 的值远远落后于主服务器上的那些值,这表示主服务器与从属服务器之间事件的网络传输可能存在延迟。

    4.8 中继日志坐标

    Relay_Log_File 和 Relay_Log_Pos 列标识从属服务器中继日志中 SQL 线程已经执行的最近事件的坐标。

    这些坐标对应于 Relay_Master_Log_File 和 Exec_Master_Log_Pos 列标识的主服务器二进制日志中的坐标。

    如果 Relay_Master_Log_File 和 Exec_Master_Log_Pos 列的输出远远落后于 Master_Log_File 和Read_Master_Log_Pos 列(表示 I/O 线程的坐标)

    这表示 SQL 线程(而不是 I/O 线程)中存在延迟。即,它表示复制日志事件快于执行这些事件。

    4.9 单一主从需要改变的地方

    从库的作用

    1、相当于实时备份

    2、使用从库备份

    3、一主多从应对读多的业务需求

    如果,从库只做备份服务器用,那么主库的压力会不减反增。因为,所有的业务都在主库实现,读和写,dump线程读取并投递binlog

    解决方案:

    可不可以挪走一部分读业务到从库,读写分离

    一主多从应对读多的业务需求,一旦发展成这个架构,dump线程投递binlog的压力更大

    多级主从,采用中间库缓解主库dump的压力,会出现中间库瓶颈的问题,选择blackhole引擎,看性能与安全的权衡

    双主模型:缓解,数据一致性难保证

    环状复制

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