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一文读懂 MySQL 主从复制读写分离

一文读懂 MySQL 主从复制读写分离

作者: 羞涩的二黄 | 来源:发表于2020-09-06 14:18 被阅读0次

    前言

    在很多项目,特别是互联网项目,在使用MySQL时都会采用主从复制、读写分离的架构。

    为什么要采用主从复制读写分离的架构?如何实现?有什么缺点?让我们带着这些问题开始这段学习之旅吧!

    为什么使用主从复制、读写分离

    主从复制、读写分离一般是一起使用的。目的很简单,就是为了提高数据库的并发性能。你想,假设是单机,读写都在一台MySQL上面完成,性能肯定不高。如果有三台MySQL,一台mater只负责写操作,两台salve只负责读操作,性能不就能大大提高了吗?

    所以主从复制、读写分离就是为了数据库能支持更大的并发

    随着业务量的扩展、如果是单机部署的MySQL,会导致I/O频率过高。采用主从复制、读写分离可以提高数据库的可用性

    主从复制的原理

    ①当Master节点进行insert、update、delete操作时,会按顺序写入到binlog中。

    ②salve从库连接master主库,Master有多少个slave就会创建多少个binlog dump线程。

    ③当Master节点的binlog发生变化时,binlog dump 线程会通知所有的salve节点,并将相应的binlog内容推送给slave节点。

    ④I/O线程接收到 binlog 内容后,将内容写入到本地的 relay-log。

    ⑤SQL线程读取I/O线程写入的relay-log,并且根据 relay-log 的内容对从数据库做对应的操作。

    如何实现主从复制

    我这里用三台虚拟机(Linux)演示,IP分别是104(Master),106(Slave),107(Slave)。

    预期的效果是一主二从,如下图所示:

    Master配置

    使用命令行进入mysql:

    mysql-u root -p

    接着输入root用户的密码(密码忘记的话就网上查一下重置密码吧~),然后创建用户:

    //192.168.0.106是slave从机的IP

    GRANTREPLICATIONSLAVEON*.* to'root'@'192.168.0.106'identifiedby'Java@1234';

    //192.168.0.107是slave从机的IP

    GRANTREPLICATIONSLAVEON*.* to'root'@'192.168.0.107'identifiedby'Java@1234';

    //刷新系统权限表的配置

    FLUSHPRIVILEGES;

    创建的这两个用户在配置slave从机时要用到。

    接下来在找到mysql的配置文件/etc/my.cnf,增加以下配置:

    # 开启binlog

    log-bin=mysql-bin

    server-id=104

    # 需要同步的数据库,如果不配置则同步全部数据库

    binlog-do-db=test_db

    # binlog日志保留的天数,清除超过10天的日志

    # 防止日志文件过大,导致磁盘空间不足

    expire-logs-days=10

    配置完成后,重启mysql:

    service mysql restart

    可以通过命令行show master status\G;查看当前binlog日志的信息(后面有用):

    Slave配置

    Slave配置相对简单一点。从机肯定也是一台MySQL服务器,所以和Master一样,找到/etc/my.cnf配置文件,增加以下配置:

    # 不要和其他mysql服务id重复即可

    server-id=106

    接着使用命令行登录到mysql服务器:

    mysql-u root -p

    然后输入密码登录进去。

    进入到mysql后,再输入以下命令:

    CHANGEMASTERTO

    MASTER_HOST='192.168.0.104',//主机IP

    MASTER_USER='root',//之前创建的用户账号

    MASTER_PASSWORD='Java@1234',//之前创建的用户密码

    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',//master主机的binlog日志名称

    MASTER_LOG_POS=862,//binlog日志偏移量

    master_port=3306;//端口

    还没完,设置完之后需要启动:

    #启动slave服务

    start slave;

    启动完之后怎么校验是否启动成功呢?使用以下命令:

    showslavestatus\G;

    可以看到如下信息(摘取部分关键信息):

    *************************** 1. row ***************************

                   Slave_IO_State: Waiting for master to send event

                      Master_Host: 192.168.0.104

                      Master_User: root

                      Master_Port: 3306

                    Connect_Retry: 60

                  Master_Log_File: mysql-bin.000001

              Read_Master_Log_Pos: 619

                   Relay_Log_File: mysqld-relay-bin.000001

                    Relay_Log_Pos: 782

            Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001 //binlog日志文件名称

                 Slave_IO_Running: Yes //Slave_IO线程、SQL线程都在运行

                Slave_SQL_Running: Yes

                 Master_Server_Id: 104 //master主机的服务id

                      Master_UUID: 0ab6b3a6-e21d-11ea-aaa3-080027f8d623

                 Master_Info_File: /var/lib/mysql/master.info

                        SQL_Delay: 0

              SQL_Remaining_Delay: NULL

          Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for the slave I/O thread to update it

               Master_Retry_Count: 86400

                    Auto_Position: 0

    另一台slave从机配置一样,不再赘述。

    测试主从复制

    在master主机执行sql:

    CREATETABLE`tb_commodity_info`(

    `id`varchar(32) NOTNULL,

    `commodity_name`varchar(512) DEFAULTNULLCOMMENT'商品名称',

    `commodity_price`varchar(36) DEFAULT'0'COMMENT'商品价格',

    `number`int(10) DEFAULT'0'COMMENT'商品数量',

    `description`varchar(2048) DEFAULT''COMMENT'商品描述',

    PRIMARY KEY(`id`)

    ) ENGINE=InnoDBDEFAULTCHARSET=utf8mb4 COMMENT='商品信息表';

    接着我们可以看到两台slave从机同步也创建了商品信息表:

    主从复制就完成了!java技术爱好者有点东西哦~

    读写分离

    主从复制完成后,我们还需要实现读写分离,master负责写入数据,两台slave负责读取数据。怎么实现呢?

    实现的方式有很多,以前我公司是采用AOP的方式,通过方法名判断,方法名中有get、select、query开头的则连接slave,其他的则连接master数据库。

    但是通过AOP的方式实现起来代码有点繁琐,有没有什么现成的框架呢,答案是有的。

    Apache ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈,它由 JDBC、Proxy两部分组成。

    ShardingSphere-JDBC定位为轻量级 Java 框架,在 Java 的 JDBC 层提供的额外服务。它使用客户端直连数据库,以 jar 包形式提供服务,无需额外部署和依赖,可理解为增强版的 JDBC 驱动,完全兼容 JDBC 和各种 ORM 框架。

    读写分离就可以使用ShardingSphere-JDBC实现。

    下面演示一下SpringBoot+Mybatis+Mybatis-plus+druid+ShardingSphere-JDBC代码实现。

    项目配置

    版本说明:

    SpringBoot:2.0.1.RELEASE

    druid:1.1.22

    mybatis-spring-boot-starter:1.3.2

    mybatis-plus-boot-starter:3.0.7

    sharding-jdbc-spring-boot-starter:4.1.1

    添加sharding-jdbc的maven配置:

    org.apache.shardingsphere

    sharding-jdbc-spring-boot-starter

    4.1.1

    然后在application.yml添加配置:

    # 这是使用druid连接池的配置,其他的连接池配置可能有所不同

    spring:

    shardingsphere:

    datasource:

    names:master,slave0,slave1

    master:

    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

    url:jdbc:mysql://192.168.0.108:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT

    username: yehongzhi

    password: YHZ@1234

    slave0:

    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

    url:jdbc:mysql://192.168.0.109:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT

    username: yehongzhi

    password: YHZ@1234

    slave1:

    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

    url:jdbc:mysql://192.168.0.110:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT

    username: yehongzhi

    password: YHZ@1234

    props:

    sql.show:true

    masterslave:

    load-balance-algorithm-type: round_robin

    sharding:

    master-slave-rules:

    master:

    master-data-source-name: master

    slave-data-source-names:slave0,slave1

    sharding.master-slave-rules是标明主库和从库,一定不要写错,否则写入数据到从库,就会导致无法同步。

    load-balance-algorithm-type是路由策略,round_robin表示轮询策略。

    启动项目,可以看到以下信息,代表配置成功:

    编写Controller接口:

    /**

    * 添加商品

    *

    * @param commodityName 商品名称

    * @param commodityPrice 商品价格

    * @param description 商品价格

    * @param number 商品数量

    * @return boolean 是否添加成功

    * @author java技术爱好者

    */

    @PostMapping("/insert")

    public boolean insertCommodityInfo(@RequestParam(name = "commodityName") String commodityName,

    @RequestParam(name = "commodityPrice") String commodityPrice,

    @RequestParam(name = "description") String description,

    @RequestParam(name = "number") Integer number) throws Exception {

    returncommodityInfoService.insertCommodityInfo(commodityName, commodityPrice, description, number);

    }

    准备就绪,开始测试!

    测试

    打开POSTMAN,添加商品:

    控制台可以看到如下信息:

    查询数据的话则通过slave进行:

    就是这么简单!

    缺点

    尽管主从复制、读写分离能很大程度保证MySQL服务的高可用和提高整体性能,但是问题也不少:

    从机是通过binlog日志从master同步数据的,如果在网络延迟的情况,从机就会出现数据延迟。那么就有可能出现master写入数据后,slave读取数据不一定能马上读出来

    可能有人会问,有没有事务问题呢?

    实际上这个框架已经想到了,我们看回之前的那个截图,有一句话是这样的:

    以上文章来源于java技术爱好者 ,作者牛九木

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