MySQL（13）---MYSQL主從複製原理

雨點的名字發表於2020-12-04

MYSQL主從複製原理

最近在做專案的時候，因為部署了 MYSQL主從複製 所以在這裡記錄下整個過程。這裡一共會分兩篇部落格來寫:

1、Mysql主從複製原理
2、docker部署Mysql主從複製實戰

這篇只寫MYSQL主從複製原理。

一、概述

1、什麼是主從複製?

概念 主從複製是用來建立一個和 主資料庫完全一樣的資料庫環境稱為從資料庫；主資料庫一般是準實時的業務資料庫。

2、主從複製作用

我們來思考如果在企業網站中，後端MYSQL資料庫只有一臺時候，會有以下問題

1、單點故障服務不可用
2、無法處理大量的併發資料請求
3、資料丟失

所以通過主從複製後，它的優點就很明顯

1、如果主節點出現故障，那麼我們就直接將服務切到從節點，來保證服務立馬可用。
2、如果併發請求特別大的時候，我們可用進行讀寫分離操作，讓主庫負責寫，從庫負責讀。
3、如果主庫資料丟失，但從庫還儲存一份，減少資料丟失的風險。

二、主從複製原理

1、主從複製原理

這裡先放一張圖，這張圖很好的詮釋的主從複製的原理

上面主要分成了三步，下面會詳細說明。

(1) Master的更新事件(update、insert、delete)會按照順序寫入bin-log中。當Slave連線到Master的後,Master機器會為Slave開啟

binlog dump執行緒,該執行緒會去讀取bin-log日誌

(2) Slave連線到Master後,Slave庫有一個I/O執行緒 通過請求binlog dump thread讀取bin-log日誌,然後寫入從庫的relay log日誌中。

(3) Slave還有一個 SQL執行緒,實時監控 relay-log日誌內容是否有更新,解析檔案中的SQL語句,在Slave資料庫中去執行。

總結

(1) 既然是要把事件記錄到bin-log日誌，那麼對於Master就必須開啟bin-log功能。

(2) 整個Mysql主從複製一共開啟了3個執行緒。Master開啟 IO執行緒，Slave開啟 IO執行緒和 SQL執行緒。

(3) 這點也很重要那就是Master和Slave互動的時候，記住這裡是Slave去請求Master,而不是Master主動推給Slave。Slave通過IO執行緒

連線Master後發起請求,Master伺服器收到Slave IO執行緒發來的日誌請求資訊，io執行緒去將bin-log內容返回給slave IO執行緒。

2、MySQL主從複製同步方式

(1)非同步複製

MySQL主從同步預設是非同步複製的。就是上面三步中,只有第一步是同步的(也就是Mater寫入bin log日誌),就是主庫寫入binlog日誌後即可成功返回客戶端，無須等待binlog

日誌傳遞給從庫的過程。Master 不關心 Slave 的資料有沒有寫入成功。因此如果Master和Slave之間有網路延遲，就會造成暫時的資料不一致的現象；如果Master出故障，而資料

還沒有複製過去，則會造成資料丟失；但也有好處，效率較其他兩種複製方式最高。

（2)同步複製

對於同步複製而言，Master主機將事件傳送給Slave主機後會觸發一個等待，直到所有Slave節點（如果有多個Slave）返回資料複製成功的資訊給Master。這種複製方式最安

全，但是同時，效率也是最差的。

（3)半同步複製

對於半同步複製而言，Master主機將事件傳送給Slave主機後會觸發一個等待，直到其中一個Slave節點（如果有多個Slave）返回資料複製成功的資訊給Master。由此增強了

資料的一致性，但是因為Master主機的確認開銷，會損耗一部分的效能；另外，半同步複製除了不需要等待所有Slave主機確認事件的接收外，半同步資料複製並不要求那些事件

完全地執行，因此，仍有可能看到在Slave主機上資料複製延遲的發生，如果因為網路延遲等原因造成Slave遲遲沒有返回複製成功的資訊，超過了Master設定的超時時長，半同步

複製就降級為非同步複製方式，而後繼續資料複製。

三、Mysql主從同步延時

上面也說了，Mysql預設採用的非同步操作，因為它的效率明顯是最高的。因為只要寫入bin log後事物就結束返回成功了。但由於從庫從主庫非同步拷貝日誌 以及

序列執行 SQL 的特點，所以從庫的資料一定會比主庫慢一些，是有延時的。所以經常出現，剛寫入主庫的資料可能是讀不到的，要過幾十毫秒，甚至幾百毫秒才能

讀取到。這就是主從同步延時問題。

1、如何檢視主從延遲時間

通過監控 show slave status 命令輸出的Seconds_Behind_Master引數的值來判斷：

mysql> show slave status\G;
    // 狀態一
    Seconds_Behind_Master: NULL
    // 狀態二
    Seconds_Behind_Master: 0
    // 狀態三
    Seconds_Behind_Master: 79

Seconds_Behind_Master=0: 表示主從複製良好；

Seconds_Behind_Master=NULL: 表示io_thread或是sql_thread有任何一個發生故障；

Seconds_Behind_Master=79: 數字越大表示從庫延遲越嚴重。

2、影響延遲因素

這裡整理了影響主從複製延遲大致有以下幾個原因：

1）主節點如果執行一個很大的事務，那麼就會對主從延遲產生較大的影響

2）網路延遲，日誌較大，slave數量過多

3）主上多執行緒寫入，從節點只有單執行緒同步

4）機器效能問題，從節點是否使用了“爛機器”

5）鎖衝突問題也可能導致從機的SQL執行緒執行慢

3、優化主從複製延遲

這個沒有說去完全解決，要想解決那麼就只能採用同步複製策略。不過，一般不建議使用這種同步模式。顯而易見，如果寫操作必須等待更新同步完成，肯定會

極大地影響效能，除非你不在乎效能。

1）大事務：將大事務分為小事務，分批更新資料

2）減少Slave的數量，不要超過5個，減少單次事務的大小

3）MySQL 5.7之後，可以使用多執行緒複製，使用MGR複製架構

4）在磁碟、raid卡、排程策略有問題的情況下可能會出現單個IO延遲很高的情況，可用iostat命令檢視DB資料盤的IO情況，再進一步判斷

5）針對鎖問題可以通過抓去processlist以及檢視information_schema下面和鎖以及事務相關的表來檢視