MySQL是如何實(shí)現(xiàn)主備同步

主備同步，也叫主從復(fù)制，是MySQL提供的一種高可用的解決方案，保證主備數(shù)據(jù)一致性的解決方案。

在生產(chǎn)環(huán)境中，會有很多不可控因素，例如數(shù)據(jù)庫服務(wù)掛了。為了保證應(yīng)用的高可用，數(shù)據(jù)庫也必須要是高可用的。

因此在生產(chǎn)環(huán)境中，都會采用主備同步。在應(yīng)用的規(guī)模不大的情況下，一般會采用一主一備。

除了上面提到的數(shù)據(jù)庫服務(wù)掛了，能夠快速切換到備庫，避免應(yīng)用的不可用外，采用主備同步還有以下好處：

提升數(shù)據(jù)庫的讀并發(fā)性，大多數(shù)應(yīng)用都是讀比寫要多，采用主備同步方案，當(dāng)使用規(guī)模越來越大的時(shí)候，可以擴(kuò)展備庫來提升讀能力。

備份，主備同步可以得到一份實(shí)時(shí)的完整的備份數(shù)據(jù)庫。

快速恢復(fù)，當(dāng)主庫出錯(cuò)了（比如誤刪表），通過備庫來快速恢復(fù)數(shù)據(jù)。對于規(guī)模很大的應(yīng)用，對于數(shù)據(jù)恢復(fù)速度的容忍性很低的情況，通過配置一臺與主庫的數(shù)據(jù)快照相隔半小時(shí)的備庫，當(dāng)主庫誤刪表，就可以通過備庫和binlog來快速恢復(fù)，最多等待半小時(shí)。

說了主備同步是什么和好處，下面讓我們來了解一下主備同步是怎么實(shí)現(xiàn)的。

主備同步的實(shí)現(xiàn)原理

我們先來了解一下主備同步的原理，下面以一個(gè)update語句來介紹主庫與備庫間是如何進(jìn)行同步的。

上圖是一個(gè)update語句在節(jié)點(diǎn)A執(zhí)行，然后同步到節(jié)點(diǎn)B的完整流程圖，具體步驟有：

1. 主庫接受到客戶端發(fā)送的一條update語句，執(zhí)行內(nèi)部事務(wù)邏輯，同時(shí)寫binlog。
2. 備庫通過 change master 命令，設(shè)置主庫的IP、端口、用戶名和密碼，以及要從哪個(gè)位置開始請求 binlog。這個(gè)位置包含文件名和偏移量。
3. 在備庫上執(zhí)行start slave命令，啟動兩個(gè)線程 io_thread 和 sql_thread，其中 io_thread 負(fù)責(zé)與主機(jī)進(jìn)行連接。
4. 主庫校驗(yàn)完用戶名和密碼，按照接收到的位置去讀取binlog，發(fā)給備庫。
5. 備庫接收到binlog后，寫到本地文件（relay log，中轉(zhuǎn)文件）。
6. 備庫讀取中轉(zhuǎn)文件，解析出命令，然后執(zhí)行。
   

主備同步的工作原理其實(shí)就是一個(gè)完全備份加上二進(jìn)制日志備份的還原。不同的是這個(gè)二進(jìn)制日志的還原操作基本上是實(shí)時(shí)的。

備庫通過兩個(gè)線程來實(shí)現(xiàn)同步：

• 一個(gè)是 I/O 線程，負(fù)責(zé)讀取主庫的二進(jìn)制日志，并將其保存為中繼日志。
• 一個(gè)是 SQL 線程，負(fù)責(zé)執(zhí)行中繼日志。

從上面的流程可以看出，主備同步的關(guān)鍵是binlog

常見的兩種主備切換流程

M-S結(jié)構(gòu)

M-S結(jié)構(gòu)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)當(dāng)主庫、一個(gè)當(dāng)備庫，不允許兩個(gè)節(jié)點(diǎn)互換角色。

在狀態(tài)1中，客戶端的讀寫都直接訪問節(jié)點(diǎn)A，而節(jié)點(diǎn)B是A的備庫，只是將A的更新都同步過來，到本地執(zhí)行。這樣可以保持節(jié)點(diǎn)B和A的數(shù)據(jù)是相同的。

當(dāng)需要切換的時(shí)候，就切成狀態(tài)2。這時(shí)候客戶端讀寫訪問的都是節(jié)點(diǎn)B，而節(jié)點(diǎn)A是B的備庫。

雙M結(jié)構(gòu)

雙M結(jié)構(gòu)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)當(dāng)主庫，一個(gè)當(dāng)備庫，允許兩個(gè)節(jié)點(diǎn)互換角色。

對比前面的M-S結(jié)構(gòu)圖，可以發(fā)現(xiàn)，雙M結(jié)構(gòu)和M-S結(jié)構(gòu)，其實(shí)區(qū)別只是多了一條線，即節(jié)點(diǎn)A和B之間總是互為主備關(guān)系。這樣在切換的時(shí)候就不用再修改主備關(guān)系。

雙M結(jié)構(gòu)的循環(huán)復(fù)制問題

在實(shí)際生產(chǎn)使用中，多數(shù)情況是使用雙M結(jié)構(gòu)的。但是，雙M結(jié)構(gòu)還有一個(gè)問題需要解決。

業(yè)務(wù)邏輯在節(jié)點(diǎn)A執(zhí)行更新，會生成binlog并同步到節(jié)點(diǎn)B。節(jié)點(diǎn)B同步完成后，也會生成binlog。（log_slave_updates設(shè)置為on，表示備庫也會生成binlog）。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)A同時(shí)也是節(jié)點(diǎn)B的備庫時(shí)，節(jié)點(diǎn)B的binlog也會發(fā)送給節(jié)點(diǎn)A，造成循環(huán)復(fù)制。

解決辦法：

1. 設(shè)置節(jié)點(diǎn)的server-id，必須不同，不然不允許設(shè)置為主備結(jié)構(gòu)
2. 備庫在接到binlog后重放時(shí)，會記錄原記錄相同的server-id，即誰產(chǎn)生即為誰的。
3. 每個(gè)節(jié)點(diǎn)在接受binlog時(shí)，會判斷server-id，如果是自己的就丟掉。

解決后的流程：

1. 業(yè)務(wù)邏輯在節(jié)點(diǎn)A執(zhí)行更新，會生成帶有節(jié)點(diǎn)A的server-id的binlog。
2. 節(jié)點(diǎn)B接受到節(jié)點(diǎn)A發(fā)過來的binlog，并執(zhí)行完成后，會生成帶有節(jié)點(diǎn)A的server-id的binlog。
3. 節(jié)點(diǎn)A接受到binlog后，發(fā)現(xiàn)是自己的，就丟掉。死循環(huán)就在這里斷掉了。

以上就是MySQL是如何實(shí)現(xiàn)主備同步的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MySQL 主備同步的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！