Docker学习总结（43）——Docker Compose 搭建Mysql主从复制集群

灰太狼 2022-03-24 14:31 618阅读 0赞

### 前言 ###

随着应用业务数据不断的增大，应用的 **响应速度不断下降**，在检测过程中我们不难发现大多数的请求都是 **查询操作**。此时，我们可以将数据库扩展成 **主从复制模式**，将 **读操作** 和 **写操作** 分离开来，多台数据库 **分摊请求**，从而 **减少单库** 的 **访问压力**，进而应用得到优化。

### 正文 ###

**主从复制的方式**

**MySQL 5.6开始主从复制有两种方式：基于日志（binlog）和 基于GTID（全局事务标示符）。**

本文只涉及基于日志binlog 的 **主从配置**。

**主从复制的流程**

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL]

**MySQL 同步操作通过3个线程实现，其基本步骤如下：**

1.  **主服务器** 将数据的更新记录到 **二进制日志**（**Binary log**）中，用于记录二进制日志事件，这一步由 **主库线程** 完成；
2.  **从库** 将 **主库** 的 **二进制日志** 复制到本地的 **中继日志**（**Relay log**），这一步由 **从库****I/O** **线程** 完成；
3.  **从库** 读取 **中继日志** 中的 **事件**，将其重放到数据中，这一步由 **从库** **SQL** **线程** 完成。

**主从模式的优点**

**1. 负载均衡**

通常情况下，会使用 **主服务器** 对数据进行 **更新**、**删除** 和 **新建** 等操作，而将 **查询** 工作落到 **从库** 头上。

**2. 异地容灾备份**

可以将主服务器上的数据同步到 **异地从服务器** 上，极大地提高了 **数据安全性**。

**3. 高可用**

数据库的复制功能实现了 **主服务器** 与 **从服务器间** 的数据同步，一旦主服务器出了 **故障**，从服务器立即担当起主服务器的角色，保障系统持续稳定运作。

**4. 高扩展性**

**主从复制** 模式支持 **2** 种扩展方式:

*  **scale-up**

向上扩展或者 **纵向扩展**，主要是提供比现在服务器 **性能更好** 的服务器，比如 **增加** **CPU** 和 **内存** 以及 **磁盘阵列**等，因为有多台服务器，所以可扩展性比单台更大。

*  **scale-out**

向外扩展或者 **横向扩展**，是指增加 **服务器数量** 的扩展，这样主要能分散各个服务器的压力。

**主从模式的缺点**

**1. 成本增加**

搭建主从肯定会增加成本，毕竟一台服务器和两台服务器的成本完全不同，另外由于主从必须要开启 **二进制日志**，所以也会造成额外的 **性能消耗**。

**2. 数据延迟**

**从库** 从 **主库** 复制数据肯定是会有一定的 **数据延迟** 的。所以当刚插入就出现查询的情况，可能查询不出来。当然如果是插入者自己查询，那么可以直接从 **主库** 中查询出来，当然这个也是需要用代码来控制的。

**3. 写入更慢**

**主从复制** 主要是针对 **读远大于写** 或者对 **数据备份实时性** 要求较高的系统中。因为 **主服务器**在写中需要更多操作，而且 **只有一台** 可以写入的 **主库**，所以写入的压力并不能被分散。

**主从复制的前提条件**

1.  主从服务器 **操作系统版本** 和 **位数** 一致。
2.  主数据库和从数据库的 **版本** 要一致。
3.  主数据库和从数据库中的 **数据** 要一致。
4.  **主数据库** 开启 **二进制日志**，主数据库和从数据库的 **server\_id** 在局域网内必须 **唯一**。

**具体配置**

**1. 环境准备**

名称版本号Docker18.03.1-ceDocker Compose1.21.1MySQL5.7.17

**2. 配置docker-compose.yml**

docker-compose.yml

version: '2'
    services: 
     mysql-master: 
     build: 
     context: ./ 
     dockerfile: master/Dockerfile 
     environment: 
     - "MYSQL_ROOT_PASSWORD=root" 
     - "MYSQL_DATABASE=replicas_db" 
     links: 
     - mysql-slave 
     ports: 
     - "33065:3306" 
     restart: always 
     hostname: mysql-master 
     mysql-slave: 
     build: 
     context: ./ 
     dockerfile: slave/Dockerfile 
     environment: 
     - "MYSQL_ROOT_PASSWORD=root" 
     - "MYSQL_DATABASE=replicas_db" 
     ports: 
     - "33066:3306" 
     restart: always 
     hostname: mysql-slave

**3. 主数据库配置**

**3.1. 配置Dockerfile**

Dockerfile

FROM mysql:5.7.17 
    MAINTAINER harrison 
    ADD ./master/my.cnf /etc/mysql/my.cnf

**3.2. 配置my.cnf文件**

my.cnf

[mysqld] 
    ## 设置server_id，一般设置为IP，注意要唯一 
    server_id=100 
    ## 复制过滤：也就是指定哪个数据库不用同步（mysql库一般不同步） 
    binlog-ignore-db=mysql 
    ## 开启二进制日志功能，可以随便取，最好有含义（关键就是这里了） 
    log-bin=replicas-mysql-bin 
    ## 为每个session分配的内存，在事务过程中用来存储二进制日志的缓存 
    binlog_cache_size=1M 
    ## 主从复制的格式（mixed,statement,row，默认格式是statement） 
    binlog_format=mixed 
    ## 二进制日志自动删除/过期的天数。默认值为0，表示不自动删除。 
    expire_logs_days=7 
    ## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
     ## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致 
     slave_skip_errors=1062

**4. 从数据库配置**

**4.1. 配置Dockerfile**

Dockerfile

FROM mysql:5.7.17 
    MAINTAINER harrison 
    ADD ./slave/my.cnf /etc/mysql/my.cnf

**4.2. 配置my.cnf文件**

[mysqld] 
    ## 设置server_id，一般设置为IP，注意要唯一 
    server_id=101 
    ## 复制过滤：也就是指定哪个数据库不用同步（mysql库一般不同步） 
    binlog-ignore-db=mysql 
    ## 开启二进制日志功能，以备Slave作为其它Slave的Master时使用 
    log-bin=replicas-mysql-slave1-bin 
    ## 为每个session 分配的内存，在事务过程中用来存储二进制日志的缓存 
    binlog_cache_size=1M 
    ## 主从复制的格式（mixed,statement,row，默认格式是statement） 
    binlog_format=mixed 
    ## 二进制日志自动删除/过期的天数。默认值为0，表示不自动删除。 
    expire_logs_days=7 
    ## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。 
    ## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致 
    slave_skip_errors=1062 
    ## relay_log配置中继日志 
    relay_log=replicas-mysql-relay-bin 
    ## log_slave_updates表示slave将复制事件写进自己的二进制日志 
    log_slave_updates=1 
    ## 防止改变数据(除了特殊的线程) 
    read_only=1

**5. 创建容器**

进入 **docker** 目录，运行 **docker-compose** 启动命令。

$ docker-compose up -d

如图所示，**MySQL** **主数据库** 和 **从数据库** 的容器创建成功。

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 1]

分别配置 **主数据库** 和 **从数据库** 的连接信息如下：

*  主数据库

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 2]

*  从数据库

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 3]

**6. 配置从数据库**

**检查从库的起始状态**

$ show master status;

如图所示，从数据库处于 **未同步复制状态**。

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 4]

**检查主库的状态**

$ show master status;

记录 **主数据库** **binary-log** 的 **文件名称** 和 **数据同步起始位置**。

*  File: replicas-mysql-bin.000003
 *  Position: 154

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 5]

**从库配置主库信息**

在 **从数据库** 上运行 **主数据库** 的相关配置 **sql** 进行主从关联

CHANGE MASTER TO 
     MASTER_HOST='mysql-master', 
     MASTER_USER='root', 
     MASTER_PASSWORD='root', 
     MASTER_LOG_FILE='replicas-mysql-bin.000003', 
     MASTER_LOG_POS=154;

重新启动 **slave** 服务

$ stop slave $ start slave

进一步检查 **从数据库** 的状态信息，两者已经进行 **数据同步** 关联

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 6]

**7. 创建目标表**

在 **主数据库** 中创建一张测试数据表 **course**

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0; 
    -- ---------------------------- 
    -- Table structure for course 
    -- ---------------------------- 
    DROP TABLE IF EXISTS `course`; 
    CREATE TABLE `course` ( 
     `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
     `name` varchar(20) NOT NULL, 
     `lesson_period` double(5,0) DEFAULT NULL, 
     `score` double(10,0) DEFAULT NULL, 
     PRIMARY KEY (`id`) 
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

**主数据库** 和 **从数据库** 的 数据处于 **同步状态**，主从复制集群搭建完成。

![Docker Compose搭建MySQL主从复制集群][Docker Compose_MySQL 7]

**MySQL的复制类型**

**基于语句的复制**

主服务器上面执行的语句在从服务器上面再执行一遍，在MySQL-3.23 版本以后支持。

> 问题：时间上可能不完全同步造成偏差，执行语句的用户也可能是不同一个用户。

**基于行的复制**

把主服务器上面改变后的内容直接复制过去，而不关心到底改变该内容是由哪条语句引发的，在MySQL-5.0 版本以后引入。

> 问题：比如一个工资表中有一万个用户，我们把每个用户的工资+1000，那么基于行的复制则要复制一万行的内容，由此造成的开销比较大，而基于语句的复制仅仅一条语句就可以了。

**混合类型的复制**MySQL

默认使用 **基于语句的复制**，当 **基于语句的复制** 会引发问题的时候就会使用 **基于行的复制**，MySQL 会自动进行选择。

[Docker Compose_MySQL]: /images/20220323/0d0d6c4fabcf4dbeb9956e2bdd07357e.png
[Docker Compose_MySQL 1]: /images/20220323/f9470970a08a4c2daa1172546f3f7a08.png
[Docker Compose_MySQL 2]: /images/20220323/8d0a4264104640fcb3f4bb2f6643aebc.png
[Docker Compose_MySQL 3]: http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/566c0452515f469aa4c6b4ae5fff27a5
[Docker Compose_MySQL 4]: http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/58605f40eba8406594bbea87779d5775
[Docker Compose_MySQL 5]: /images/20220323/89de7db75deb4ad5b40ed270dcc44bc3.png
[Docker Compose_MySQL 6]: http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/159c2baed407416dbfd20d08bbf06311
[Docker Compose_MySQL 7]: /images/20220323/efc6ef0694f14e7caa50a012bc129195.png