微博微信等超级APP都会使用的MySQL主从架构并没有你想像的那么难

灰太狼 2023-01-09 12:31 69阅读 0赞

> 提到MySQL数据库优化，很多人脑海里会立即闪现出MySQL优化相关的词汇，例如：存储引擎、字段类型、范式、索引、缓存、表分区、SQL优化、主从复制等等。你可能会有这样的疑问，既然有这么多的优化方法可以选择，那什么时候才会考虑MySQL需要做主从复制了呢？MySQL主从复制又该如何实现？

首先需要说明的是，像微博、微信等超级APP后端的数据库架构是非常之复杂的，并非是简单的MySQL主从、读写分离，还会涉及到数据库集群、数据分片、跨机房同步等解决方案。但是，话又说回来，主从复制是MySQL实现其他复杂架构的基础和前提，我们可以从主从复制入手来学习MySQL架构，一步步由浅入深。

**一般来说，在遇到以下几种情况时，就需要考虑调整MySQL架构，做主从复制、读写分离、分片等**。

1、对于复杂的业务系统，经常出现锁表，严重影响整个系统的正常使用。

2、为了解决单点故障，需要对数据库做备份。

3、随着业务量的增加，单机性能已经优化到极致，I/O已经达到瓶颈，但仍然无法满足需要。

**到底什么是MySQL主从复制？它的原理是什么？有哪些应用场景？**

主从复制是MySQL的重要功能之一。主从复制是指一个节点作为主数据库，另外一个或多个节点作为从数据库，主数据库中的数据自动复制到从数据库中。

那么，MySQL主从复制的具体实现原理是什么呢？我们来看下在这张图。

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MySQL数据库有一个bin-log二进制文件，这里面记录的数据库执行的SQL语句。主从复制的原理就是把主数据库的bin-log日志文件中的SQL语句复制到从数据库，让其在从数据库的中继日志relay-log文件中再执行一次这些SQL语句即可。

从图中可以看到，从库有两个重要的线程来完成上述复制工作，I/O线程和SQL线程。

1）I/O线程会去请求主库的bin-log日志，并将得到的bin-log日志写入本地的中继日志relay-log文件中。

2）SQL线程会定时检查relay-log日志，如果发现有更改，会立即把更改的内容在本机上执行一遍。

**MySQL主从复制主要有如下3个应用场景**：

1、**数据备份**：从库作为主库的备份，当主库出现故障时，可以手动或自动切换到从库提供服务。

2、**负载均衡**：读写分离，从库处理查询请求，分担主库同时负责读写的压力。

3、**业务拆分**：对业务进行拆分，各从库负责不同的业务查询，分担主库压力。

**MySQL主从复制该如何实现？**

MySQL的主从复制又分异步复制、全同步复制和半同步复制3种方式，默认采用的是异步复制。

1、**异步复制**：Master将事务binlog事件写入到binlog文件中，此时Master会通知Dump线程发送这些新的binlog，然后Master就会继续处理提交操作，而不会保证这些binlog传到任何一个Slave节点上。

2、**全同步复制**：当Master提交事务之后，所有的Slave节点必须收到、APPLY并且提交这些事务，Master才能继续做后续操作。

3、**半同步复制**：介于异步复制与全同步复制之间，Master只需要等待至少一个从库节点收到并且Flush binlog到Relay Log文件即可，Master不需要等待所有Slave的反馈。

下面我们以异步复制为例，来讲解MySQL主从复制的具体实现步骤。既然是做主从复制，那么至少需要两个MySQL数据库节点，假定主库Master节点的IP地址是192.168.1.101，从库Slave节点的IP地址是192.168.1.102。

1、修改Master节点的配置文件my.cnf，增加如下内容。

[mysqld]
    server_id=1
    #开启binlog日志
    log-bin=mysql-bin
    #不需要同步数据库
    binlog-ignore-db=mysql

2、修改Slave节点的配置文件my.cnf，增加如下内容。

[mysqld]
    server_id=2

*从上面两步可以看出，对于Master和Slave节点，都需要修改server\_id参数，server\_id用于唯一标识一个数据库实例，因此需要为每一个节点指定一个唯一的server\_id。对于Master节点，还需要开启bin-log日志。*

3、在Master节点创建用户，给Slave节点使用

create user 'repl'@'192.168.1.102' identified with mysql_native_password by 'Repl_123';
    grant replication slave on *.* to 'repl'@'192.168.1.102';
    flush privileges;

4、获取主节点binlog文件名和位置（position）

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5、在Slave节点执行命令

change master to master_host='192.168.1.101', master_port=3306,
    master_user='repl', 
    master_password='Repl_123',
    master_log_file='mysql-bin.000001',
    master_log_pos=881;

*说明：master\_host、master\_port表示主库的IP、端口，master\_log\_file和master\_log\_pos两个参数要跟步骤4中SHOW MASTER STATUS显示的结果一致，表示从主库的什么位置开始同步。*

6、在Slave节点执行命令，开始主从复制

start slave;

7、在Slave节点查看主从复制状态

show slave status;

主要是看Slave节点的两个线程（I/O线程和SQL线程）是否成功开启，如果成功开启，它们的运行状态显示为YES。

Slave_IO_Running:  YES
    Slave_SQL_Running:  YES

好了，到这里，MySQL主从复制的配置实现就完成了。*可以向主库创建表、插入数据，然后连接从库查询表、数据，确认主从复制是否成功。*

最后，如果需要停止主从复制，只需要在从节点执行如下命令即可。

stop slave;

当然，到这里只是完成的MySQL的主从复制，能够实现数据备份，但要让从库真正分担主库压力，还需要借助第三方数据库中间件（如Mycat、MySQL Router、ShardingSphere等）进一步实现读写分离、高可用。

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