揭秘MySQL的主從同步實現方案

關於MySQL主從複製主要同步的是binlog日誌，涉及到三個執行緒，一個執行在主節點（log dump thread），其餘兩個(I/O thread, SQL thread)執行在從節點，如下圖所示:

1、如何實現主從一致

（1）主節點 binary log dump 執行緒

當從節點連線主節點時，主節點會建立一個log dump 執行緒，用於傳送binlog的內容。在讀取binlog中的操作時，此執行緒會對主節點上的binlog加鎖，當讀取完成，在傳送給從節點之前，鎖會被釋放。

（2）從節點I/O執行緒

當從節點上執行`start slave`命令之後，從節點會建立一個I/O執行緒用來連線主節點，請求主庫中更新的binlog。I/O執行緒接收到主節點binlog dump 程式發來的更新之後，儲存在本地relay-log（中繼日誌）中。

（3）從節點SQL執行緒

SQL執行緒負責讀取relay log中的內容，解析成具體的操作並執行，最終保證主從資料的一致性。

2、一主多從同步？

       對於每一個主從連線，都需要三個程式來完成。當主節點有多個從節點時，主節點會為每一個當前連線的從節點建一個binlog dump 程式，而每個從節點都有自己的I/O程式，SQL程式。

從節點用兩個執行緒將從主庫拉取更新和執行分成獨立的任務，這樣在執行同步資料任務的時候，不會降低讀操作的效能。比如，如果從節點沒有執行，此時I/O程式可以很快從主節點獲取更新，儘管SQL程式還沒有執行。

如果在SQL程式執行之前從節點服務停止，至少I/O程式已經從主節點拉取到了最新的變更並且儲存在本地relay日誌中，當服務再次起來之後，就可以完成資料的同步。

3、主從複製的基本過程

（1）從節點上的I/O 程式連線主節點，並請求從指定日誌檔案的指定位置（或者從最開始的日誌）之後的日誌內容；

（2）主節點接收到來自從節點的I/O請求後，透過負責複製的I/O程式根據請求資訊讀取指定日誌指定位置之後的日誌資訊，返回給從節點。返回資訊中除了日誌所包含的資訊之外，還包括本次返回的資訊的binlog file 的以及binlog position；

（3）從節點的I/O程式接收到內容後，將接收到的日誌內容更新到本機的relay log中，並將讀取到的binlog檔名和位置儲存到master-info 檔案中，以便在下一次讀取的時候能夠清楚的告訴Master“我需要從某個binlog 的哪個位置開始往後的日誌內容，請發給我”；

（4）Slave 的 SQL執行緒檢測到relay-log 中新增加了內容後，會將relay-log的內容解析成在主節點上實際執行過的操作，並在本資料庫中執行。

4、MySQL 主從複製模式

MySQL 主從複製預設是非同步的模式。MySQL增刪改操作會全部記錄在binlog中，當slave節點連線master時，會主動從master處獲取最新的bin log檔案。並把bin log中的sql relay。

（1）非同步模式（mysql async-mode）

原理：客戶端提交 COMMIT 之後主庫，不需要等從庫返回任何結果，而是直接將結果返回給客戶端，這樣做的好處是不會影響主庫寫的效率，但可能會存在主庫當機(就涼了)，而 Binlog 還沒有同步到從庫的情況，也就是此時的主庫和從庫資料不一致。

這時候從從庫中選擇一個作為新主，那麼新主則可能缺少原來主伺服器中已提交的事務。所以，這種複製模式下的資料一致性是最弱的。

（2）半同步模式(mysql semi-sync)

原理:在客戶端提交 COMMIT 之後不直接將結果返回給客戶端，而是等待至少有一個從庫接收到了 Binlog，並且寫入到中繼日誌中，再返回給客戶端。

這樣做的好處就是提高了資料的一致性，當然相比於非同步複製來說，至少多增加了一個網路連線的延遲，降低了主庫寫的效率。MySql5.7支援設定應答從庫的個數，保證N個從庫同步完成後進行返回。

半同步模式不是mysql內建的，從mysql 5.5開始整合，需要master 和slave 安裝外掛開啟半同步模式。

（3）全同步模式

全同步模式是指主節點和從節點全部執行了commit並確認才會向客戶端返回成功。