mysql 主从同步详解分析

Posted 2021-05-02 nginx

1、MySQL数据库主从同步过程解析。

复制的基本过程如下：

1. Slave上面的IO进程连接上Master，并请求从指定日志文件的指定位置（或者从最开始的日志）之后的日志内容；

2. Master接收到来自Slave的IO进程的请求后，通过负责复制的IO进程根据请求信息读取制定日志指定位置之后的日志信息，返回给Slave 的IO进程。返回信息中除了日志所包含的信息之外，还包括本次返回的信息已经到Master端的bin-log文件的名称以及bin-log的位置；

3. Slave的IO进程接收到信息后，将接收到的日志内容依次添加到Slave端的relay-log文件的最末端，并将读取到的Master端的 bin-log的文件名和位置记录到master-info文件中，以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉Master“我需要从某个bin-log的哪个位置开始往后的日志内容，请发给我”；

4. Slave的Sql进程检测到relay-log中新增加了内容后，会马上解析relay-log的内容成为在Master端真实执行时候的那些可执行的内容，并在自身执行。

mysql为了解决这个风险并提高复制的性能，将Slave端的复制改为两个进程来完成。提出这个改进方案的人是Yahoo!的一位工程师“Jeremy Zawodny”。这样既解决了性能问题，又缩短了异步的延时时间，同时也减少了可能存在的数据丢失量。当然，即使是换成了现在这样两个线程处理以后，同样也还是存在slave数据延时以及数据丢失的可能性的，毕竟这个复制是异步的。只要数据的更改不是在一个事物中，这些问题都是会存在的。如果要完全避免这些问题，就只能用mysql的cluster来解决了。不过mysql的cluster是内存数据库的解决方案，需要将所有数据都load到内存中，这样就对内存的要求就非常大了，对于一般的应用来说可实施性不是太大。

复制常用架构

Mysql复制环境90%以上都是一个Master带一个或者多个Slave的架构模式，主要用于读压力比较大的应用的数据库端廉价扩展解决方案。因为只要master和slave的压力不是太大（尤其是slave端压力）的话，异步复制的延时一般都很少很少。尤其是自slave端的复制方式改成两个进程处理之后，更是减小了slave端的延时。而带来的效益是，对于数据实时性要求不是特别的敏感度的应用，只需要通过廉价的pc server来扩展slave的数量，将读压力分散到多台slave的机器上面，即可解决数据库端的读压力瓶颈。这在很大程度上解决了目前很多中小型网站的数据库压力瓶颈问题，甚至有些大型网站也在使用类似方案解决数据库瓶颈。

2. MySQL数据库主从同步延迟原理。
要说延时原理，得从mysql的数据库主从复制原理说起，mysql的主从复制都是单线程的操作，
主库对所有DDL和DML产生binlog，binlog是顺序写，所以效率很高，slave的Slave_IO_Running线程到主库取日志，效率很比较高，下一步，问题来了，slave的Slave_SQL_Running线程将主库的DDL和DML操作在slave实施。DML和DDL的IO操作是随即的，不是顺序的，成本高很多，还可能可slave上的其他查询产生lock争用，由于Slave_SQL_Running也是单线程的，所以一个DDL卡主了，需要执行10分钟，那么所有之后的DDL会等待这个DDL执行完才会继续执行，这就导致了延时。有朋友会问：“主库上那个相同的DDL也需要执行10分，为什么slave会延时？”，答案是master可以并发，Slave_SQL_Running线程却不可以。

3. MySQL数据库主从同步延迟是怎么产生的。
当主库的TPS并发较高时，产生的DDL数量超过slave一个sql线程所能承受的范围，那么延时就产生了，当然还有就是可能与slave的大型query语句产生了锁等待。

4. MySQL数据库主从同步延迟解决方案。
丁奇的transefer是一个不错的方案，不过一般公司受限于对mysql的代码修改能力的限制和对mysql的掌控能力，还是不太适合。
最简单的减少slave同步延时的方案就是在架构上做优化，尽量让主库的DDL快速执行。还有就是主库是写，对数据安全性较高，比如sync_binlog=1，innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 之类的设置，而slave则不需要这么高的数据安全，完全可以讲sync_binlog设置为0或者关闭binlog，innodb_flushlog也可以设置为0来提高sql的执行效率。另外就是使用比主库更好的硬件设备作为slave。
mysql-5.6.3已经支持了多线程的主从复制。原理和丁奇的类似，丁奇的是以表做多线程，oracle使用的是以数据库(schema)为单位做多线程，不同的库可以使用不同的复制线程。

sync_binlog=1 o
     This makes MySQL synchronize the binary log's contents to disk each time it commits a transaction 
     默认情况下，并不是每次写入时都将binlog与硬盘同步。因此如果操作系统或机器(不仅仅是MySQL服务器)崩溃，有可能binlog中最后的语句丢 失了。要想防止这种情况，你可以使用sync_binlog全局变量(1是最安全的值，但也是最慢的)，使binlog在每N次binlog写入后与硬盘 同步。即使sync_binlog设置为1,出现崩溃时，也有可能表内容和binlog内容之间存在不一致性。如果使用InnoDB表，MySQL服务器 处理COMMIT语句，它将整个事务写入binlog并将事务提交到InnoDB中。如果在两次操作之间出现崩溃，重启时，事务被InnoDB回滚，但仍 然存在binlog中。可以用--innodb-safe-binlog选项来增加InnoDB表内容和binlog之间的一致性。(注释：在MySQL 5.1中不需要--innodb-safe-binlog；由于引入了XA事务支持，该选项作废了），该选项可以提供更大程度的安全，使每个事务的 binlog(sync_binlog =1)和(默认情况为真)InnoDB日志与硬盘同步，该选项的效果是崩溃后重启时，在滚回事务后，MySQL服务器从binlog剪切回滚的 InnoDB事务。这样可以确保binlog反馈InnoDB表的确切数据等，并使从服务器保持与主服务器保持同步(不接收 回滚的语句)。

innodb_flush_log_at_trx_commit （这个很管用）
抱怨Innodb比MyISAM慢 100倍？那么你大概是忘了调整这个值。默认值1的意思是每一次事务提交或事务外的指令都需要把日志写入（flush）硬盘，这是很费时的。特别是使用电 池供电缓存（Battery backed up cache）时。设成2对于很多运用，特别是从MyISAM表转过来的是可以的，它的意思是不写入硬盘而是写入系统缓存。日志仍然会每秒flush到硬 盘，所以你一般不会丢失超过1-2秒的更新。设成0会更快一点，但安全方面比较差，即使MySQL挂了也可能会丢失事务的数据。而值2只会在整个操作系统 挂了时才可能丢数据。