MySQL主從複製與讀寫分離

MySQL主從複製(Master-Slave)與讀寫分離(MySQL-Proxy)實踐

Mysql作為目前世界上使用最廣泛的免費資料庫，相信所有從事系統運維的工程師都一定接觸過。但在實際的生產環境中，由單臺Mysql作為獨立的資料庫是完全不能滿足實際需求的，無論是在安全性，高可用性以及高併發等各個方面。

因此，一般來說都是通過 主從複製（Master-Slave）的方式來同步資料，再通過讀寫分離（MySQL-Proxy）來提升資料庫的併發負載能力 這樣的方案來進行部署與實施的。

如下圖所示：

下面是我在實際工作過程中所整理的筆記，在此分享出來，以供大家參考。

一、MySQL的安裝與配置
具體的安裝過程，建議參考我的這一篇文章：http://heylinux.com/archives/993.html
值得一提的是，我的安裝過程都是原始碼包編譯安裝的，並且所有的配置與資料等都統一規劃到了/opt/mysql目錄中，因此在一臺伺服器上安裝完成以後，可以將整個mysql目錄打包，然後傳到其它伺服器上解包，便可立即使用。

二、MySQL主從複製
場景描述：
主資料庫伺服器：192.168.10.130，MySQL已經安裝，並且無應用資料。
從資料庫伺服器：192.168.10.131，MySQL已經安裝，並且無應用資料。

2.1 主伺服器上進行的操作
啟動mysql服務
/opt/mysql/init.d/mysql start

通過命令列登入管理MySQL伺服器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

授權給從資料庫伺服器192.168.10.131
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'rep1'@'192.168.10.131' identified by ‘password’;

查詢主資料庫狀態
Mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000005 | 261 | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+

記錄下 FILE 及 Position 的值，在後面進行從伺服器操作的時候需要用到。

2.2 配置從伺服器
修改從伺服器的配置檔案/opt/mysql/etc/my.cnf
將 server-id = 1修改為 server-id = 10，並確保這個ID沒有被別的MySQL服務所使用。

啟動mysql服務
/opt/mysql/init.d/mysql start

通過命令列登入管理MySQL伺服器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

執行同步SQL語句
mysql> change master to
master_host=’192.168.10.130’,
master_user=’rep1’,
master_password=’password’,
master_log_file=’mysql-bin.000005’,
master_log_pos=261;

正確執行後啟動Slave同步程式
mysql> start slave;

主從同步檢查
mysql> show slave status\G
==============================================
**************** 1. row *******************
Slave_IO_State:
Master_Host: 192.168.10.130
Master_User: rep1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000005
Read_Master_Log_Pos: 415
Relay_Log_File: localhost-relay-bin.000008
Relay_Log_Pos: 561
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000005
Slave_IO_Running: YES
Slave_SQL_Running: YES
Replicate_Do_DB:
……………省略若干……………
Master_Server_Id: 1
1 row in set (0.01 sec)
==============================================

其中Slave_IO_Running 與 Slave_SQL_Running 的值都必須為YES，才表明狀態正常。

如果主伺服器已經存在應用資料，則在進行主從複製時，需要做以下處理：
(1)主資料庫進行鎖表操作，不讓資料再進行寫入動作
mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

(2)檢視主資料庫狀態
mysql> show master status;

(3)記錄下 FILE 及 Position 的值。
將主伺服器的資料檔案（整個/opt/mysql/data目錄）複製到從伺服器，建議通過tar歸檔壓縮後再傳到從伺服器解壓。

(4)取消主資料庫鎖定
mysql> UNLOCK TABLES;

2.3 驗證主從複製效果

主伺服器上的操作
在主伺服器上建立資料庫first_db
mysql> create database first_db;
Query Ok, 1 row affected (0.01 sec)

在主伺服器上建立表first_tb
mysql> create table first_tb(id int(3),name char(10));
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

在主伺服器上的表first_tb中插入記錄
mysql> insert into first_tb values (001,’myself’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

在從伺服器上檢視
mysql> show databases;
=============================
+--------------------+
| Database |
+--------------------+
| information_schema |
| first_db |
| mysql |
| performance_schema |
| test |
+--------------------+
5 rows in set (0.01 sec)
=============================
資料庫first_db已經自動生成

mysql> use first_db
Database chaged

mysql> show tables;
=============================
+--------------------+
| Tables_in_first_db |
+--------------------+
| first_tb |
+--------------------+
1 row in set (0.02 sec)
=============================
資料庫表first_tb也已經自動建立

mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
記錄也已經存在

由此，整個MySQL主從複製的過程就完成了，接下來，我們進行MySQL讀寫分離的安裝與配置。

三、MySQL讀寫分離
場景描述：
資料庫Master主伺服器：192.168.10.130
資料庫Slave從伺服器：192.168.10.131
MySQL-Proxy排程伺服器：192.168.10.132

以下操作，均是在192.168.10.132即MySQL-Proxy排程伺服器 上進行的。

3.1 MySQL的安裝與配置
具體的安裝過程與上文相同。

3.2 檢查系統所需軟體包
通過 rpm -qa | grep name 的方式驗證以下軟體包是否已全部安裝。
gcc* gcc-c++* autoconf* automake* zlib* libxml* ncurses-devel* libmcrypt* libtool* flex* pkgconfig*
libevent* glib*

若缺少相關的軟體包，可通過yum -y install方式線上安裝，或直接從系統安裝光碟中找到並通過rpm -ivh方式安裝。

3.3 編譯安裝lua
MySQL-Proxy的讀寫分離主要是通過rw-splitting.lua指令碼實現的，因此需要安裝lua。

lua可通過以下方式獲得
從http://www.lua.org/download.html下載原始碼包

從rpm.pbone.net搜尋相關的rpm包
download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/i386/lua-5.1.4-4.el5.i386.rpm
download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/x86_64/lua-5.1.4-4.el5.x86_64.rpm

這裡我們建議採用原始碼包進行安裝
cd /opt/install
wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.1.4.tar.gz
tar zvfx lua-5.1.4.tar.gz
cd lua-5.1.4

vi src/Makefile
在 CFLAGS= -O2 -Wall $(MYCFLAGS) 這一行記錄里加上-fPIC，更改為 CFLAGS= -O2 -Wall -fPIC $(MYCFLAGS) 來避免編譯過程中出現錯誤。

make linux
make install

cp etc/lua.pc /usr/lib/pkgconfig/
export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/lib/pkgconfig

3.4 安裝配置MySQL-Proxy
MySQL-Proxy可通過以下網址獲得：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/

推薦採用已經編譯好的二進位制版本，因為採用原始碼包進行編譯時，最新版的MySQL-Proxy對automake，glib以及libevent的版本都有很高的要求，而這些軟體包都是系統的基礎套件，不建議強行進行更新。
並且這些已經編譯好的二進位制版本在解壓後都在統一的目錄內，因此建議選擇以下版本：
32位RHEL5平臺：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
64位RHEL5平臺：
http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-64bit.tar.gz

測試平臺為RHEL5 32位，因此選擇32位的軟體包
wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz

tar xzvf mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
mv mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit /opt/mysql-proxy

建立mysql-proxy服務管理指令碼
mkdir /opt/mysql-proxy/init.d/

vim mysql-proxy

指令碼引數詳解：
==============================================
PROXY_PATH=/opt/mysql-proxy/bin //定義mysql-proxy服務二進位制檔案路徑

PROXY_OPTIONS="--admin-username=root \ //定義內部管理伺服器賬號
--admin-password=password \ //定義內部管理伺服器密碼
--proxy-read-only-backend-addresses=192.168.10.131:3306 \ //定義後端只讀從伺服器地址
--proxy-backend-addresses=192.168.10.130:3306 \ //定義後端主伺服器地址
--admin-lua-script=/opt/mysql-proxy/lib/mysql-proxy/lua/admin.lua \ //定義lua管理指令碼路徑
--proxy-lua-script=/opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua" \ //定義lua讀寫分離指令碼路徑

PROXY_PID=/opt/mysql-proxy/run/mysql-proxy.pid //定義mysql-proxy PID檔案路徑

$NICELEVEL $PROXY_PATH/mysql-proxy $PROXY_OPTIONS \
--daemon \ //定義以守護程式模式啟動
--keepalive \ //使程式在異常關閉後能夠自動恢復
--pid-file=$PROXY_PID \ //定義mysql-proxy PID檔案路徑
--user=mysql \ //以mysql使用者身份啟動服務
--log-level=warning \ //定義log日誌級別，由高到低分別有(error|warning|info|message|debug)
--log-file=/opt/mysql-proxy/log/mysql-proxy.log //定義log日誌檔案路徑
==============================================

cp mysql-proxy /opt/mysql-proxy/init.d/
chmod +x /opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy

mkdir /opt/mysql-proxy/run
mkdir /opt/mysql-proxy/log

mkdir /opt/mysql-proxy/scripts

配置並使用rw-splitting.lua讀寫分離指令碼
最新的指令碼我們可以從最新的mysql-proxy原始碼包中獲取
cd /opt/install

wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1.tar.gz

tar xzvf mysql-proxy-0.8.1.tar.gz
cd mysql-proxy-0.8.1
cp lib/rw-splitting.lua /opt/mysql-proxy/scripts

修改讀寫分離指令碼rw-splitting.lua
修改預設連線，進行快速測試，不修改的話要達到連線數為4時才啟用讀寫分離
vim /opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua
=============================
-- connection pool
if not proxy.global.config.rwsplit then
proxy.global.config.rwsplit = {
min_idle_connections = 1, //預設為4
max_idle_connections = 1, //預設為8
is_debug = false
}
end
=============================

修改完成後，啟動mysql-proxy
/opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy start

3.5 測試讀寫分離效果
建立用於讀寫分離的資料庫連線使用者
登陸主資料庫伺服器192.168.10.130，通過命令列登入管理MySQL伺服器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'
mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'proxy1'@'192.168.10.132' IDENTIFIED BY 'password';
由於我們配置了主從複製功能，因此從資料庫伺服器192.168.10.131上已經同步了此操作。

為了清晰的看到讀寫分離的效果，需要暫時關閉MySQL主從複製功能
登陸從資料庫伺服器192.168.10.131，通過命令列登入管理MySQL伺服器
/opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

關閉Slave同步程式
mysql> stop slave;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

連線MySQL-Proxy
/opt/mysql/bin/mysql -uproxy1 -p'password' -P4040 -h192.168.10.132

登陸成功後，在first_db資料的first_tb表中插入兩條記錄
mysql> use first_db;
Database changed
mysql> insert into first_tb values (007,’first’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into first_tb values (110,’second’);
Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

查詢記錄
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
通過讀操作並沒有看到新記錄

mysql> quit
退出MySQL-Proxy

下面，分別登陸到主從資料庫伺服器，對比記錄資訊
首先，檢查主資料庫伺服器
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
| 007 | first |
+------+------+
| 110 | second |
+------+------+
3 rows in set (0.00 sec)
=============================
兩條新記錄都已經存在

然後，檢查從資料庫伺服器
mysql> select * from first_tb;
=============================
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | myself |
+------+------+
1 rows in set (0.00 sec)
=============================
沒有新記錄存在

由此驗證，我們已經實現了MySQL讀寫分離，目前所有的寫操作都全部在Master主伺服器上，用來避免資料的不同步；
另外，所有的讀操作都分攤給了其它各個Slave從伺服器上，用來分擔資料庫壓力。

經驗分享：
1.當MySQL主從複製在 show slave status\G 時出現Slave_IO_Running或Slave_SQL_Running 的值不為YES時，需要首先通過 stop slave 來停止從伺服器，然後再執行一次本文 2.1與2.2 章節中的步驟即可恢復，但如果想盡可能的同步更多的資料，可以在Slave上將master_log_pos節點的值在之前同步失效的值的基礎上增大一些，然後反覆測試，直到同步OK。因為MySQL主從複製的原理其實就是從伺服器讀取主伺服器的binlog，然後根據binlog的記錄來更新資料庫。

2.MySQL-Proxy的rw-splitting.lua指令碼在網上有很多版本，但是最準確無誤的版本仍然是原始碼包中所附帶的lib/rw-splitting.lua指令碼，如果有lua指令碼程式設計基礎的話，可以在這個指令碼的基礎上再進行優化；

3.MySQL-Proxy實際上非常不穩定，在高併發或有錯誤連線的情況下，程式很容易自動關閉，因此開啟--keepalive引數讓程式自動恢復是個比較好的辦法，但還是不能從根本上解決問題，因此通常最穩妥的做法是在每個從伺服器上安裝一個MySQL-Proxy供自身使用，雖然比較低效但卻能保證穩定性；

4.一主多從的架構並不是最好的架構，通常比較優的做法是通過程式程式碼和中介軟體等方面，來規劃，比如設定對錶資料的自增id值差異增長等方式來實現兩個或多個主伺服器，但一定要注意保證好這些主伺服器資料的完整性，否則效果會比多個一主多從的架構還要差；

5.MySQL-Cluster 的穩定性也不是太好；

6.Amoeba for MySQL 是一款優秀的中介軟體軟體，同樣可以實現讀寫分離，負載均衡等功能，並且穩定性要大大超過MySQL-Proxy，建議大家用來替代MySQL-Proxy，甚至MySQL-Cluster。