Mysql主从复制及读写分离
Mysql主从复制及读写分离
一、Mysql5.7的版本优势；
1.安全性：
MySQL数据库初始化完成以后，会产生一个 [email protected] 用户，从MySQL 5.7开始，root用户的密码不再是空，而是随机产生一个密码；
MySQL官方已经删除了test数据库，默认安装完后是没有test数据库的；
提供了更为简单SSL安全访问配置，并且默认连接就采用SSL的加密方式；
可以为用户设置密码过期策略，一定时间以后，强制用户修改密码；
ALTER USER ‘jeffrey’@‘localhost’ PASSWORD EXPIRE INTERVAL 90 DAY；
可以”锁”住用户，用以暂时禁用某个用户；
ALTER USER ‘jeffrey’@‘localhost’ ACCOUNT LOCK；
ALTER USER l ‘jeffrey’@‘localhost’ ACCOUNT UNLOCK；
2.灵活性：
JSON：随着非结构化数据存储需求的持续增长，各种非结构化数据存储的数据库应运而生（如MongoDB）。从最新的数据库使用 排行榜 来看，MongoDB已经超过了PostgreSQL，其火热程度可见一般。各大关系型数据库也不甘示弱，纷纷提供对JSON的支持，以应对非结构化数据库的挑战。MySQL数据库从5.7.8版本开始，也提供了对JSON的支持。其使用方式如下：
CREATE TABLE t1 (jdoc JSON);
INSERT INTO t1 VALUES(’{“key1”: “value1”, “key2”: “value2”}’);
MySQL支持JSON以后，总是避免不了拿来与MongoDB进行一些比较。但是，MySQL对JSON的支持，至少有两点能够完胜MongoDB：
1.可以混合存储结构化数据和非结构化数据，同时有关系型数据库和非关系型数据库的优点；
2.能够提供完整的事务支持：generated column是MySQL 5.7引入的新特性，所谓generated column，就是数据库中这一列由其他列计算而得；
3.易用性：
sys schema是MySQL 5.7.7中引入的一个系统库，包含了一系列视图、函数和存储过程， 该项目专注于MySQL的易用性；
例如，我们可以通过sys schema快速的知道，哪些语句使用了临时表，哪个用户请求了最多的io，哪个线程占用了最多的内存，哪些索引是无用索引等；
4.性能：
临时表的性能改进：
加速连接处理：在MySQL 5.7之前，变量的初始化操作（THD、VIO）都是在连接接收线程 里面完成的，现在将这些工作下发给工作线程，以减少连接接收线程的工作量，提高连 接的处理速度。这个优化对那些频繁建立短连接的应用，将会非常有用。
复制性能的改进：复制延迟是Mysql很大的问题之一，MySQL 5.7版本已经支持”真正”的 并行复制功能。MySQL 5.7并行复制的思想简单易懂，简而言之，就是”一个组提交的 事务都是可以并行回放的”，因为这些事务都已进入到事务的prepare阶段，则说明事 务之间没有任何冲突（否则就不可能提交）。这里需要注意的是，为了兼容MySQL 5.6 基于库的并行复制，Mysql提供了两个特定了变量；
二、数据库集群的概述；
数据库发展阶段：
Mysql数据库存在的瓶颈：
CPU瓶颈：Mysql在单个事务查询中只能使用一个CPU，而且他多CPU支持的不好，多加了也没用，所以我们要提高CPU速度，这里我们简单理解为提高CPU主频，当然64位架构会更佳（即64位OS配合64位的CPU）。
I/O瓶颈：I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量的时候，磁盘的I/O读写性能有限，当读写速度远不及数据处理时，可以改变磁盘的存储性能（通过物理或逻辑方式RAID），使用类似DRBD等块复制的磁盘方式；
三、Mysql数据库的主从复制；
概述：单台mysql数据库服务器，需要承载客户端的读取和写入操作的请求，那么若客户端请求过多，服务器会不堪重负，那么可以选择Mysql数据库集群的方式来增加Mysql服务处理数据的效率，像web集群一样，但是不得不考虑的是多台Mysql数据库之间数据的一致性；
主从复制过程原理：
1、在每一个事务更新之前，Master在二进制日志记录这些改变，写入二进制日志完成后，Master通知存储引擎提交事务；
2、Slave将Master的Binary log复制到其中继日志，首先Slave开始一个I/O线程，I/O线程在Master的Binary log中读取事件，如果已经跟上Master，他会睡眠并等待Master产生新的事件，I/O线程将这些事件写入到中继日志Relay log，中继日志通常存放在OS的缓存中，所以开销较小；
3、Slave中的Sql线程在中继日志Relay log中读取事件，并重放其中的事件而更新Slave的数据，使其与Master中的数据一致；
注：复制过程中，Slave中的数据复制是串行化的，并行操作无法在Slave上实现（复制过程有一个很重要的限制——复制在slave上是串行化的，也就是说master上的并行更新操作不能在slave上并行操作）；
复制类型：
1、基于语句的复制：在主服务器上执行的sql语句，在从服务器上同样也会执行，mysql默认选用基于语句的复制，效率比较高，MySQL 5.0及之前的版本仅支持基于语句的复制（也叫做逻辑复制，logical replication），这在数据库并不常见。master记录下改变数据的查询，然后，slave从中继日志中读取事件，并执行它，这些SQL语句与master执行的语句一样。；
2、基于行的复制：把改变的内容复制过去，而不是把命令重新执行一遍；
3、混合类型的复制：默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行；
主从复制方式：
基于二进制文件：二进制日志文件；
基于GTID方式：全局事务标示符，自5.6版本开启的新型复制方式，GTID的组成：前面是server_uuid：后面是一个***
例如：server_uuid：sequence number
7800a22c-95ae-11e4-983d-080027de205a:10
UUID：每个mysql实例的唯一ID，由于会传递到slave，所以也可以理解为源ID。
Sequence number：在每台MySQL服务器上都是从1开始自增长的序列，一个数值对应一个事务。
工作过程：
1、master更新数据时，会在事务前产生GTID，一同记录到binlog日志中。
2、slave端的I/O 线程将变更的binlog，写入到本地的relay log中。
3、sql线程从relay log中获取GTID，然后对比slave端的binlog是否有记录。
4、如果有记录，说明该GTID的事务已经执行，slave会忽略。
5、如果没有记录，slave就会从relay log中执行该GTID的事务，并记录到binlog。
6、在解析过程中会判断是否有主键，如果有就用二级索引，如果没有就用全部扫描。
优势：
1、更简单的实现failover，不用以前那样在需要找二进制日志文件log_file和位置值log_pos。
2、更简单的搭建主从复制。
3、比传统的复制更加安全。
4、GTID是连续的没有空洞的，保证数据的一致性，零丢失。
5、slave无需知道master的pos值和日志文件值，只需要知道master的ip、用户名、密码即可；
四、Mysql数据库的读写分离；
读写分离架构：
实现方式：
1.基于程序代码内部实现：
在代码中根据select和insert进行路由分类，性能比较好，无需任何硬件代理条件，缺点是需要开发人员的编写，运维人员无从下手；
2.基于中间代理层实现：
在客户端与数据库间添加代理层，代理服务器接收到客户端的请求之后，判断请求后，转发给后端的数据库；
mysql-proxy：为mysql的开源项目，但是mysql官方不建议将其引用在生产环境中；
amoeba：变形虫，由陈思儒开发，Java语言编写而成，再生产环境中amoeba代理层软件是一个不错的选择；