MYSQL主从复制与读写分离

一、MySQL主从复制的理论部分

1.1mysql支持的复制类型

STATEMENT∶基于语句的复制。在服务器上执行sql语句，在从服务器上执行同样的语句，mysql默认采用基于语句的复制，执行效率高。
ROW∶ 基于行的复制。把改变的内容复制过去，而不是把命令在从服务器上执行一遍。
MIXED∶混合类型的复制。默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制。

1.2主从复制的工作过程（主写从复制）

主服务器在更新数据前，会写入二进制日志
从服务器开启I/O线程，Master节点为每个I/O线程启动一个dump线程用于发送二进制事件到从服务器的中继日志中
从服务器的sql线程开启，读取中继日志，并且进行重放，从而实现与主服务器的数据一致

1.3MySOL主从复制模式

异步复制（Asynchronous replication）
MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。
全同步复制（Fully synchronous replication）
指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。
半同步复制（Semisynchronous replication）
介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

1.4MySOL主从复制延迟的原因

master服务器高并发，形成大量事务
网络延迟
主从硬件设备导致 cpu主频、内存io、硬盘io
本来就不是同步复制、而是异步复制
从库优化Mysql参数。比如增大innodb_buffer_pool_size，让更多操作在Mysql内存中完成，减少磁盘操作。从库使用高性能主机。包括cpu强悍、内存加大。避免使用虚拟云主机，使用物理主机，这样提升了i/o方面性。从库使用SSD磁盘
网络优化，避免跨机房实现同步

二、MySQL读写分离的理论部分

2.1MySQL读写分离的概念和原理

读写分离基本的原理是让主数据库处理事务性增、改、删操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而从数据库处理SELECT查询操作。数据库复制被用来把事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。
读写分离就是只在主服务器上写，只在从服务器上读。基本的原理是让主数据库处理事务性查询，而从数据库处理select查询。数据库复制被用来把主数据库上事务性查询导致的变更同步到集群中的从数据库

2.2进行读写分离的原因

因为数据库的“写”(写10000条数据可能要3分钟)操作是比较耗时的；
但是数据库的“读”(读10000条数据可能只要5秒钟)；
所以读写分离，解决的是，数据库的写入，影响了查询的效率

2.3目前较为常见的MySQL读写分离

（1）基于程序代码内部实现

在代码中根据select、 insert 进行路由分类，这类方法也是目前生产环境应用最广泛的。
优点是性能较好，因为在程序代码中实现，不需要增加额外的设备为硬件开支;缺点是需要开发人员来实现，运维人员无从下手
但是并不是所有的应用都适合在程序代码中实现读写分离，像一些大型复杂的Java应用，如果在程序代码中实现读写分离对代码改动就较大。

（2）基于中间代理层实现

代理一般位于客户端和服务器之间，代理服务器接到客户端请求后通过判断后转发到后端数据库，有以下代表性程序。
(1)MySQL-Proxy。 MySQL-Proxy 为MySQL开源项目，通过其自带的lua脚本进行SQL判断。
(2) Atlas。是由奇虎360的Web平台部基础架构团队开发维护的一个基于MySQL协议的数据中间层项目。它是在mysql-proxy0.8.2版本的基础上，对其进行了优化，增加了一些新的功能特性。
360内部使用Atlas运行的mysq1业务，每天承载的读写请求数达几十亿条。支持事物以及存储过程。
(3) Amoeba。由陈思儒开发，作者曾就职于阿里巴巴。该程序由Java语言进行开发，阿里巴巴将其用于生产环境。但是它不支事务和存储过程。
由于使用MySQL Proxy 需要写大量的Lua脚木，这些Lua并不是现成的，而是需要自己去写。这对于并不熟悉MySQL Proxy内置变量和MySQLProtocol的人来说是非常困难的
Amoeba是一个非常容易使用、可移植性非常强的软件。因此它在生产环境中被广泛应用于数据库的代理层

三、搭建MySQL主从复制

3.1搭建MySQL主从复制的操作步骤

（1）环境准备

Master 服务器: 192.168.10.100 mysql5.7
Slave1 服务器: 192.168.10.101 mysql5.7
Slave2 服务器: 192.168.10.102 mysql5.7

（2）主服务器设置

1.关闭防火墙核心防护
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2、主从服务器时间同步设置
yum -y install ntp ntpdate
vim /etc/ntp.conf

3、末行添加
server 127.127.10.0                        　　　　　　　　#设置本地是时钟源，注意修改网段
fudge 127.127.10.0 stratum 8                            #设置时间层级为8(限制在15内)　　service ntpd start

NTP概述：NTP(Network Time Protocol）网络时间协议基于UDP，用于网络时间同步的协议，使网络中的计算机时钟同步到UTC，再配合各个时区的偏移调整就能实现精准同步对时功能。提供NTP对时的服务器有很多，比如微软的NTP对时服务器，利用NTP服务器提供的对时功能，可以使我们的设备时钟系统能够正确运行。

1、查看服务器是否安装ntp，系统默认安装ntpdate；

 rpm -qa | grep ntp

2、安装ntp ntpdate，其中ntpdate默认安装，可以只安装ntp；

yum install ntp ntpdate -y (每台都要安装)

3、修改配置文件，使该NTP服务器在不联网的情况下，使用本服务器的时间作为同步时间,server用来设置上层时间服务器

server 127.127.10.0                    #设置本地是时钟源，注意修改网段
fudge 127.127.10.0 stratum 8                            #设置时间层级为8(限制在15内)

（3）从服务器设置

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

##从服务器设置时间同步
yum install -y ntp ntpdate
service ntpd start

crontab -e                                                #创建定时任务如下        
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.10.100

（4）主服务器MySQL设置

vim /etc/my.cnf
##添加以下配置
server-id = 1                               　　　　　　#修改服务器id为11
log-bin=master-bin                            　　　　　#添加，主服务器开启二进制日志
binlog_format = MIXED                                 #添加，mysql支持的复制类型为MIXED
log-slave-updates=true                                #添加，允许从服务器更新二进制日志
systemctl restart mysqld.service                      #重启服务器

mysql -uroot -p123456
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.10.%' IDENTIFIED BY '123456';        #添加授权，配置slave 访问master的权限，IP为slave服务器IP，myslave为创建的mysql用户名
FLUSH PRIVILEGES;                                                                         #刷新权限
SHOW master status;                                                                       #查看主服务状态，如下代表正确
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File              | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| master-bin.000001 |      603 |              |                  |                   |
+-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.01 sec)
#File列显示日志名，Position 列显示偏移量

（5）从服务器MySQL设置

vim /etc/my.cnf
server-id = 2                                 　　　 　　　　　　　　#修改，注意id与Master的不同，两个Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin                            　　　　　　　　　#添加，开启中继日志，从主服务器上同步日志文件记录到本地
relay-log-index=slave-relay-bin.index                            #添加，定义中继日志文件的位置和名称
relay_log_recovery=1

systemctl restart mysqld.service
mysql -u root -p123456
##配置同步，注意master_log_file和master_log_pos的值要与Master查询的一致
change master to master_host='192.168.10.100' , master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_pos=603;
start slave;                                    　　　　　　　　　　#启动同步，如有报错执行reset slave;
show slave status\G                                　　　　　　　　#查看Slave状态
#确保下面IO和SQL线程都是Yes，代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes                            　　　　　　　　　#负责与主机的io通信            
Slave_SQL_Running: Yes                            　　　　　　　　#负责自己的slave mysql进程

一般Slave_IO_Running: No的可能性:

网络不通
my. cnf配置有问题
密码、file文件名、pos偏移量不对
防火墙没有关闭

3.2实例操作：搭建MySQL主从复制

（1）主服务器设置(192.168.10.100)

（2）从服务器设置（192.168.10.101 192.168.10.102）

两台从服务器设置相同

（3）主服务器MySQL设置(192.168.10.100)

（4）从服务器MySQL设置（192.168.10.101 192.168.10.102）

两个slave从服务器配置的区别是修改配置文件/etc/my.cnf的server-id保持不同即可，也不能跟master主服务器id冲突
这里设置的是192.168.10.101的server-id=2;192.168.10.102的server-id=3

（5）测试主从复制

四、搭建MySQL读写分离

4.1搭建MySQL读写分离的操作步骤

（1）环境准备

Master 服务器: 192.168.10.100 mysql5.7
Slave1 服务器: 192.168.10.101 mysql5.7
Slave2 服务器: 192.168.10.102 mysql5.7
Amoeba 服务器：192.168.10.10 JDK1.6、Amoeba

（2）Amoeba服务器设置

因为Amoeba基于是jdk1.5 开发的，所以官方推荐使用jdk1.5 或1.6版本，高版本不建议使用。

安装Java 环境：

cd /opt/
cp jdk-6u14-1inux-x64.bin /usr/local/
cd /usr/local/
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin
./jdk-6u14-linux-x64.bin
//按yes，按enter

mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/bin/:$PATH:$HOME/bin
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

source /etc/profile.d/java.sh
java -version

安装Amoeba软件：

cd /opt
mkdir /usr/local/amoeba
tar zxvf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/
/usr/local/amoeba/bin/amoeba
/ /如显示amoeba start |stop说明安装成功

配置Amoeba读写分离，两个Slave 读负载均衡：

先在Master、Slave1、 Slave2 的mysql上开放权限给Amoeba 访问

grant all on *.* to 'test'@'192.168.10.%' identified by '123456';
FLUSH PRIVILEGES;

再回到amoeba服务器配置amoeba服务：

cd /usr/local/amoeba/conf/

cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
vim amoeba.xml  #修改amoeba配置文件
--30行--
<property name="user">amoeba</property>
--32行--
<property name="password">123456</property>
--115行--
<property name="defaultPool">master</property>
--117-去掉注释-
<property name= "writePool">master</property>
<property name= "readPool">slaves</property>

cp dbServers.xml dbServers.xml.bak
vim dbServers.xml  #修改数据库配置文件
--23行--注释掉 作用:默认进入test库 以防mysq1中没有test库时， 会报错
<!-- <property name= "schema">test</property> -->
--26--修改
<property name="user">test</property>
--28-30--去掉注释，然后再把28行注释或删除
<property name="password"> 123456</property>
--45--修改， 设置主服务器的名Master
<dbServer name="master" parent="abstractServer">
--48--修改，设置主服务器的地址
<property name="ipAddress">192.168.10.100</property>
--52--修改， 设置从服务器的名slave1
<dbServer name="slave1" parent="abstractServer">
--55--修改，设置从服务器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.10.101</property>
--58--复制.上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址
<dbServer name="slave2" parent="abstractServer">
<property name="ipAddress">192.168.10.102</property>
--65行--修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
--71行--修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>
/usr/local/amoeba/bin/amoeba start&  #&表示交给后台启动
#启动Amoeba软件，按ctrl+c 返回
netstat -anpt | grep java
#查看8066端口是否开启，默认端口为TCP 8066

（3）测试读写分离

yum install -y mariadb-server mariadb
systemctl start mariadb.service

在客户端服务器上测试:
mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.10.10 -P8066
//通过amoeba服务器代理访问mysql，在通过客户端连接mysql后写入的数据只有主服务会记录，然后同步给从--从服务器

4.2实例操作：搭建MySQL读写分离

（1）Amoeba服务器设置（192.168.10.10）