MySQL主从复制、读写分离

一、主从复制

1.1 为什么要做主从复制

mysql主从复制用途

• 实时灾备，用于故障切换
• 读写分离，提供查询服务（减少排它(X)锁和共享(S)锁的争用）
• 业务量越来越大，I/O访问频率过高，单机无法满足，此时做多库的存储，降低磁盘I/O访问的频率，提高单个机器的I/O性能。（提高系统性能）

主从部署必要条件：

• 主库开启binlog日志（设置log-bin参数）
• 主从server-id不同
• 从库服务器能连通主库

1.2 主从复制原理

主从复制原理图：

binlog: binary log，主库中保存所有更新事件日志的二进制文件。

主从复制的基础是主库记录数据库的所有变更记录到binlog。binlog是数据库服务器启动的那一刻起，保存所有修改数据库结构或内容的一个文件。

mysql主从复制是一个异步的复制过程，主库发送更新事件到从库，从库读取更新记录，并执行更新记录，使得从库的内容与主库保持一致。

在主库里，只要有更新事件出现，就会被依次地写入到binlog里面，之后会推到从库中作为从库进行复制的数据源。

binlog输出线程。每当有从库连接到主库的时候，主库都会创建一个线程然后发送binlog内容到从库。 对于每一个即将发送给从库的sql事件，binlog输出线程会将其锁住。一旦该事件被线程读取完之后，该锁会被释放，即使在该事件完全发送到从库的时候，该锁也会被释放。

在从库里，当复制开始的时候，从库就会创建两个线程进行处理：

从库I/O线程。当START SLAVE语句在从库开始执行之后，从库创建一个I/O线程，该线程连接到主库并请求主库发送binlog里面的更新记录到从库上。 从库I/O线程读取主库的binlog输出线程发送的更新并拷贝这些更新到本地文件，其中包括relay log文件。

从库的SQL线程。从库创建一个SQL线程，这个线程读取从库I/O线程写到relay log的更新事件并执行。

可以知道，对于每一个主从复制的连接，都有三个线程。拥有多个从库的主库为每一个连接到主库的从库创建一个binlog输出线程，每一个从库都有它自己的I/O线程和SQL线程。

从库通过创建两个独立的线程，使得在进行复制时，从库的读和写进行了分离。因此，即使负责执行的线程运行较慢，负责读取更新语句的线程并不会因此变得缓慢。比如说，如果从库有一段时间没运行了，当它在此启动的时候，尽管它的SQL线程执行比较慢，它的I/O线程可以快速地从主库里读取所有的binlog内容。这样一来，即使从库在SQL线程执行完所有读取到的语句前停止运行了，I/O线程也至少完全读取了所有的内容，并将其安全地备份在从库本地的relay log，随时准备在从库下一次启动的时候执行语句。

1.3 主从复制的几种方式

1、异步复制
MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理。
这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。

异步复制原理图：

2、同步复制
所谓的同步复制，意思是master的变化，必须等待slave-1,slave-2,…,slave-n完成后才能返回。
因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会受到严重的影响。

3、半同步复制
介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

• 5.5集成到mysql，以插件的形式存在，需要单独安装
• 确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
• 不保证从库应用完这个事务的binlog
• 性能有一定的降低，响应时间会更长
• 网络异常或从库宕机，卡主主库，直到超时或从库恢复

半同步复制原理图：

二、读写分离

MySQL读写分离基本原理是让master数据库处理写操作，slave数据库处理读操作。master将写操作的变更同步到各个slave节点。

MySQL读写分离能提高系统能力的原因在于：

• 物理服务器增加，机器处理能力提升。拿硬件换性能。

• 主从只负责各自的读和写，极大程度缓解X锁和S锁争用。

• slave可以配置myiasm引擎，提升查询性能以及节约系统开销。

• master直接写是并发的，slave通过主库发送来的binlog恢复数据是异步。

• slave可以单独设置一些参数来提升其读的性能。

• 增加冗余，提高可用性。

三、搭建读写分离

Mysql router是Mysql-proxy的替代方案，现在mysql-proxy的下载已经不支持，MYSQL官方也建议下载mysql-router。
Mysql-router主要是用来对读操作进行负载均衡，读写操作进行高可用