基礎(chǔ)知識(shí)

隨著業(yè)務(wù)復(fù)雜度的增加，單臺(tái) MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器已不能滿(mǎn)足實(shí)際的需求，取而代之的是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群。MySQL 具有支持分布式的特性，能輕松搭建一個(gè)支持高并發(fā)的 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群。在集群中我們必須保證各個(gè) MySQL 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是同步的。主從同步就是一種最為常見(jiàn)的同步方式。

主從同步是指，在數(shù)據(jù)同步過(guò)程中，一臺(tái)服務(wù)器充當(dāng)主服務(wù)器（Master），接收來(lái)自用戶(hù)的內(nèi)容更新，另一個(gè)或多個(gè)其它的服務(wù)器充當(dāng)從服務(wù)器（Slave），接收來(lái)自主服務(wù)器的 binlog 內(nèi)容，解析出 SQL 語(yǔ)句，更新到從數(shù)據(jù)庫(kù)，使得主從服務(wù)器的數(shù)據(jù)達(dá)到一致。

MySQL 主從同步的主要應(yīng)用場(chǎng)景有：

• 從服務(wù)器作為主服務(wù)器的備份節(jié)點(diǎn)，防止單點(diǎn)災(zāi)難；
• 后續(xù)，可以在主從同步的基礎(chǔ)上，通過(guò)一些數(shù)據(jù)庫(kù)中間件實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離，從而大幅提高數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)性能；
• 根據(jù)業(yè)務(wù)將多個(gè)從服務(wù)器進(jìn)行拆分，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)庫(kù)專(zhuān)用。

從 MySQL5.6 版本開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)主從數(shù)據(jù)同步有兩種方式：基于日志（binlog）和基于 GTID（全局事務(wù)標(biāo)示符）。

原理

要實(shí)現(xiàn) MySQL 主從同步，首先必須打開(kāi) Master 端的 binlog 記錄功能，否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檎麄€(gè)同步過(guò)程實(shí)際上就是 Slave 端從 Master 端獲取 binlog 日志，然后再在 Slave 上以相同的順序執(zhí)行從 binlog 日志中所記錄的各種 SQL，如下圖所示。

主從同步原理：

• 主數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)的各種操作，都會(huì)自動(dòng)寫(xiě)入 Binary Log 中；
• 從數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)在一定時(shí)間間隔內(nèi)探測(cè)主數(shù)據(jù)庫(kù)的 Binary Log 是否發(fā)生變化，如有變化，則開(kāi)始一個(gè) IO 線程，請(qǐng)求訪問(wèn)主數(shù)據(jù)庫(kù)的二進(jìn)制日志文件并保存到從數(shù)據(jù)庫(kù)的中繼日志（Relay Log）中；
• 從數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng) SQL 線程從中繼日志中讀取二進(jìn)制日志，在本地重放，使其數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)庫(kù)保持一致，完成后相關(guān)線程會(huì)陷入休眠，等待下一次喚醒。

設(shè)置主從同步，還有以下幾個(gè)前提：

• 主庫(kù)和從庫(kù)的版本保持一致；
• 主從同步集群中每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的 server-id 值不能重復(fù)；

實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬實(shí)現(xiàn)主從同步

我們?cè)诖耸褂?docker 這樣的容器技術(shù)在一臺(tái)主機(jī)上實(shí)現(xiàn) mysql 的主從同步。這里需要做一點(diǎn)解釋?zhuān)琩ocker 中存在容器的概念，當(dāng)啟動(dòng)一個(gè) mysql 容器時(shí)，其實(shí)可以理解為啟動(dòng)了一臺(tái)僅僅只安裝了 mysql 的服務(wù)器。

首先在 docker 中拉取 mysql 5.7 版本的鏡像：

docker pull mysql:5.7

使用以下命令，啟動(dòng)一個(gè) Master 容器，將其命名為 masterMysql，并設(shè)置 mysql 的 root 用戶(hù)密碼為 123456：

docker run -p 3339:3306 --name masterMysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:5.7

使用以下命令可以查看正在運(yùn)行的容器：

dokcer ps

這里可以看到，主容器已經(jīng)啟動(dòng)起來(lái)了。

同樣的方式，啟動(dòng)一個(gè) Slave 容器，將其命名為 slaveMysql, 并設(shè)置 mysql 的 root 用戶(hù)密碼為 123456：

docker run -p 3340:3306 --name slaveMysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:5.7

通過(guò)以下命令進(jìn)入到 Master 容器內(nèi)部：

docker exec -it masterMysql /bin/bash

也可以使用查看正在運(yùn)行容器時(shí)查看到的 CONTAINER ID 來(lái)啟動(dòng)，例如筆者使用這種方式的啟動(dòng)命令如下：

docker exec -it c30b3528b8c8 /bin/bash

兩種啟動(dòng)方式都可以。

由于容器環(huán)境下沒(méi)有安裝 vim，所以使用以下命令安裝 vim：

sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
apt update
apt install vim

使用以下命令切換到 /etc/mysql 目錄下，修改配置文件 my.cnf：

cd /etc/mysql
vim my.cnf

在 my.cnf 中添加如下配置：

[mysqld]
server-id=100
sync-binlog=1
binlog-do-db=world
log-bin=mysql-bin

參數(shù)說(shuō)明：

• server-id：即主從集群中每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例 id，在多個(gè)服務(wù)器間該值不能重復(fù)，可以設(shè)置 1 - 255 之間的任意值。
• sync-binlog：該參數(shù)控制數(shù)據(jù)操作與磁盤(pán)日志同步頻率。該參數(shù)的值 n 表示，執(zhí)行 n 次寫(xiě)入后，與磁盤(pán)同步一次，示例中設(shè)置為 1，是最安全的，但也是最慢的。
• binlog-do-db：表示準(zhǔn)備進(jìn)行同步的數(shù)據(jù)庫(kù)。
• log-bin：開(kāi)啟二進(jìn)制日志功能，可以隨便取

之后使用以下命令重啟 mysql 使配置文件生效。此時(shí)，docker 容器也會(huì)停止，還需要啟動(dòng)一次 masterMysql 容器：

service mysql restart

docker start masterMysql
docker exec -it masterMysql /bin/bash

接下來(lái)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)：

mysql -uroot -p123456

在 Master 上配置復(fù)制所需要的賬戶(hù)，這里創(chuàng)建一個(gè) slave 用戶(hù)， % 表示任何遠(yuǎn)程地址的 slave 用戶(hù)都可以連接 Master 容器：

CREATE USER 'slave'@'%' IDENTIFIED BY '123456';

授予用戶(hù) slave replication slave 權(quán)限和 replication client 權(quán)限，用于在主從庫(kù)之間同步數(shù)據(jù)：

GRANT replication slave, replication client ON *.* TO 'slave'@'%';

查看二進(jìn)制日志狀態(tài)信息，獲取 position 的值，為從服務(wù)器配置做準(zhǔn)備：

SHOW MASTER STATUS;

重新開(kāi)啟一個(gè) Xfce Terminal，通過(guò)以下命令進(jìn)入到 Slave 容器內(nèi)部：

docker exec -it slaveMysql /bin/bash

由于容器環(huán)境下沒(méi)有安裝 vim，所以使用以下命令安裝 vim：

sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
apt update
apt install vim

使用以下命令切換到 /etc/mysql 目錄下，修改配置文件 my.cnf:

cd /etc/mysql
vim my.cnf

在 my.cnf 中添加如下配置：

[mysqld]
server-id=101
log-bin=mysql-slave-bin
relay_log=edu-mysql-relay-bin

參數(shù)說(shuō)明：

• log-bin：開(kāi)啟二進(jìn)制日志功能，以備 Slave 作為其它 Slave 的 Master 時(shí)使用
• relay_log：配置中繼日志

之后使用以下命令重啟 mysql 使配置文件生效。

service mysql restart

docker start slaveMysql
docker exec -it slaveMysql /bin/bash

進(jìn)入 MySQL：

mysql -uroot -p123456

接下來(lái)執(zhí)行以下命令：

change master to
master_host='172.17.0.2',
master_user='slave',
master_password='123456',
master_port=3306,
master_log_file='mysql-bin.000001',
master_log_pos= 617,
master_connect_retry=30;

參數(shù)說(shuō)明：

master_host：Master 的地址，指的是容器的獨(dú)立 IP,可以通過(guò)docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' masterMysql 查詢(xún) Master 的 IP

master_user：Master 中設(shè)置的用戶(hù)名

master_password：Master 中設(shè)置的用戶(hù)名對(duì)應(yīng)密碼

master_port: Master 的端口號(hào)，指的是容器的端口號(hào)

master_log_file：二進(jìn)制日志文件名(這里注意填寫(xiě)為實(shí)驗(yàn)者在之前使用 show master status 命令查詢(xún)出來(lái)的值)

master_log_pos：二進(jìn)制日志的 position 值(這里注意填寫(xiě)為實(shí)驗(yàn)者在之前使用 show master status 命令查詢(xún)出來(lái)的值)

master_connect_retry：如果連接失敗，重試的時(shí)間間隔，單位是秒，默認(rèn)是 60 秒

執(zhí)行以下命令，啟動(dòng)主從操作：

start slave;

執(zhí)行以下命令，查詢(xún) Slave 狀態(tài)：

show slave status\G

結(jié)果如下：

*************************** 1. row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 172.17.0.2
                  Master_User: slave
                  Master_Port: 3306
                Connect_Retry: 30
              Master_Log_File: mysql-bin.000001
          Read_Master_Log_Pos: 617
               Relay_Log_File: edu-mysql-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 320
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
         ...

我們主要查看的是 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running ，如果它們的值都是 Yes，則表示主從環(huán)境配置成功。

測(cè)試主從復(fù)制就比較簡(jiǎn)單了，我們仿照之前的實(shí)驗(yàn)，在 Master 中新建一個(gè) world 數(shù)據(jù)庫(kù)，然后插入一些數(shù)據(jù)：

CREATE DATABASE world;
USE world;
CREATE TABLE student(
    stuId INT(10) NOT NULL,
    stuName VARCHAR(10) NOT NULL,
    stuAge INT(10) NOT NULL,
    PRIMARY KEY(stuId)
    );
INSERT INTO student(stuId, stuName, stuAge) VALUES(1, 'zhangsan', 18),(2, 'lisi', 19), (3, 'wangwu', 18);

在 Slave 中執(zhí)行：

SHOW DATABASES;

可以看到我們?cè)?Master 中新建的 world 數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)同步過(guò)來(lái)了。

再執(zhí)行以下命令查看插入的數(shù)據(jù)是否也同步過(guò)來(lái)了：

USE world;
SELECT * FROM student;

可以看到插入的數(shù)據(jù)也已經(jīng)同步過(guò)來(lái)了。

接下來(lái)再在 Master 刪除一條數(shù)據(jù)：

DELETE FROM student
WHERE stuId = 1;

再在 Slave 中執(zhí)行以下命令查看數(shù)據(jù)是否同步成功：

SELECT * FROM student;

此時(shí)主從復(fù)制情況良好。

以上就是mysql主從同步原理及應(yīng)用場(chǎng)景示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于mysql主從同步的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！