Mysql 主從同步原理簡析

在開始講述原理的情況下，我們先來做個知識匯總，
究竟什么是主從，為什么要搞主從，可以怎么實現主從，mysql主從同步的原理

1、什么是主從

其實主從這個概念非常簡單
主機就是我們平常主要用來讀寫的服務，我們稱之為master（主人、主宰）
從機就是主機進行的一個擴展，他一般不會主動用來讀寫，我們稱之為slave（ [sleɪv] 奴隸）
從機上的數據是從主機通過某種形式獲取到而寫入從機的，理論上從機并不能直接獲取到來自外界的數據。

2、為什么要搞主從呢？

最早搞主從是為了主備，也就是master是主機，salve是備機。因為早期軟件的數據量與并發(fā)性并不高。主機完全支撐得住日常的使用。
所以通過主備的形式，保證db高可用，當檢測到主db掛掉的時候，自動將服務的數據源切換到備db。
隨著業(yè)務的發(fā)展，大家發(fā)現單master往往很難支撐的住業(yè)務的需要，因此對傳統(tǒng)的主從開始進行了擴展。

（1）一主一從
從機不僅僅作為備機，而且還作為讀數據源的db，業(yè)務服務寫數據時，寫到主機，讀數據時，從從機上讀。從而降低主機的壓力
（2）一主多從
主寫從讀之后，我們發(fā)現單一的從節(jié)點在支撐業(yè)務查詢數據時，還是存在性能瓶頸，因此將從機進行水平擴展，實現多從。
（3）雙M
從機的身份提升為主機,兩個主機互為對方的從機,共同分擔讀寫壓力
（4）聯級復制
聯級復制和一主多從比較相像，區(qū)別是次級別的從機的數據來源是來自于從機而不再是主機。這樣主要是考慮到從機變多后，同步數據對主機性能的影響
（5）多主一從
多主應用在寫多讀少的場景，通過多主降低主機的壓力，同時通過1個從機，來完成讀操作和數據備份的能力。

3、如何實現主從同步呢？

大家不要把主從同步想的太難以理解，其實非常簡單，對于一個軟件工程師來說，你只要會寫代碼，能從主庫中查出數據，然后連接到備庫里，將數據寫進去，就可以了。這就是最易于理解的主從同步。
但是這種太粗糙了，性能也不好，所以mysql自身就已經提供了一套完整的主從同步機制，保證數據可以高效的從主機到從機的同步過去。
除去mysql 自身的主從同步，業(yè)界還有一些通過組件來支持的，比如阿里的canal，這個主要是為了更靈活的進行數據同步，比如對同步數據進行解析，同步的從機可以不再使用mysql，而是其他存儲服務等。

4、mysql 主從同步的原理

mysql自身實現主從同步，主要是利用到binlog 日志。
由于不是本文的重點，這里簡單說下binlog日志：
它是mysql用來記錄db改變的日志，
比如某條數據的值從0改為1 (DML語句)
比如某張表被刪除了 (DDL語句)
binlog 有三種形式：
(1)statement:記錄具體引起改動的操作語句，比如insert xxxxx....
(2)row:基于數據行的，原來數據行是xx值改為了yy 值，這種一般占用空間比較大
(3)mixed:混合模式，由服務自己來決定此次變更采用哪種形式。
當sql操作寫入binlog，就已經算作sql執(zhí)行成功了，而不是寫入到對應磁盤中（刷盤）。所以binlog中對應的值，我們可以理解為就是mysql的一個映射，同步mysql數據不同撈磁盤中的數據進行同步，而只需要同步binlog日志就行。
具體的同步原理如下：
（1）主從同步設置好之后（進行相關的諸如ip，端口，服務id，等操作設置后）
（2）相關變動會寫入到binlog中
（3）maser會啟動一個線程：binlog dumplog 線程，這個線程會通知從機，當前存在SQL變更，并將binlog的變動發(fā)送到從機上
（4）從機收到請求后，會啟動線程：i/o線程 ，該線程會將收到的binlog日志加載到中繼日志delay log中
（5）從機中的另外一個線程：SQL 線程會讀取relay日志中的信息，刷新到從機中
具體可見下圖

根據CAP理論（不清楚這點這里），這套架構很明顯無法保證實時的數據一致性，如：
1、寫入主機后，主機立刻掛掉，進行主備倒換，此時可能會丟失數據，
2、當主機發(fā)生寫操作，因為同步數據到從機的binlog中會存在延遲，所以立刻查詢從機時，可能會無法查詢到數據，針對這種情況
解決辦法：
1、啟用半同步復制，之前主從同步信息是異步同步，不影響主庫的邏輯，半同步復制則是主機等待binlog寫入到（至少一個）從機的中繼日志中，主機才確定返回給客戶端。
2、強制敏感數據調用主機，但是這樣使讀寫分離的概念模糊化，不是很推薦
3、使用中間件（canal），大致原理是當寫請求發(fā)生時，記錄到cache中，并預估好同步到從機的時間。
此時寫入主庫數據，查詢從庫時，會根據寫入到cache的預估時間判定此時從機上的時間，判定是等待從庫，還是直接查詢從庫

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