MySQL主从复制原理及搭建全过程

Posted 2021-01-29 Title

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• 准备工作
• 主从复制原理
• 开始搭建主从复制

本文将使用mariaDB数据库实现主从复制，其步骤与mysql数据库无差异。

MariaDB数据库管理系统是MySQL的一个分支，主要由开源社区在维护，采用GPL授权许可。

开发这个分支的原因之一是：甲骨文公司收购了MySQL后，有将MySQL闭源的潜在风险，因此社区采用分支的方式来避免这个风险。

MariaDB的目的是完全兼容MySQL，包括API和命令行，使之能轻松成为MySQL的替代品。

Red Hat Enterprise Linux/CentOS 7.0发行版已将默认的数据从MySQL切换到MariaDB。
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准备工作

yum安装mariaDB

准备两台服务器，分别安装mariaDB
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1.配饰repo仓库文件，指定mariaDB的YUM源

[mariadb]
name = MariaDB
baseurl = http://yum.mariadb.org/10.1/centos7-amd64
gpgkey=https://yum.mariadb.org/RPM-GPG-KEY-MariaDB
gpgcheck=1

2.开始安装mariaDB

yum -y install MariaDB-server MariaDB-client 

3.安装完毕后，启动mariaDB

systemctl start mariadb

初始化mariaDB

在确认MariaDB数据库软件程序安装完毕并成功启动后请不要立即使用。为了确保数据库的安全性和正常运转，需要先对数据库程序进行初始化操作。这个初始化操作涉及下面5个步骤。
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? 设置 root 管理员在数据库中的密码值(注意，该密码并非root管理员在系统中的密码，这里的密码值默认应该为空，可直接按回车键)。
? 设置root管理员在数据库中的专有密码。
? 随后删除匿名账户，并使用root管理员从远程登录数据库，以确保数据库上运行的业务的安全性。
? 删除默认的测试数据库，取消测试数据库的一系列访问权限。
? 刷新授权列表，让初始化的设定立即生效。
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确保MariaDB服务正在运行，执行初始化命令：

mysql_secure_installation

初始化过程如下图：

补充知识点

在配置文件中指定中文编码

[mysqld]
character-set-server=utf8
collation-server=utf8_general_ci
log-error=/var/log/mysqld.log
[client]
default-character-set=utf8
[mysql]
default-character-set=utf8

创建授权远程用户

# 取消全局密码复杂度策略
set global validate_password_policy=0;

# 创建远程用户
create user "用户名"@"可访问范围" identified by "密码";

# 授权用户所有权限
grant all privileges on *.* to "用户名"@"可访问范围";

# 授权tom从192.168.1.129主机复制数据（一般用于主从复制）
grant replication slave on *.* to ‘tom‘@‘192.168.1.129‘;

# 检查主库创建的复制账号
select user,host from mysql.user;

# 检查tom授权账号的权限
show grants for ‘tom‘@‘192.168.1.129‘;

# 刷新授权表，使其立即生效
flush privileges;

锁表只读，用于防止数据写入

flush table with read lock;  # 锁
unlock tables;  # 解

备份恢复数据

# 备份
[[email protected] ~]# mysqldump -uroot -p --all-databases > all_db.sql
# 恢复
[[email protected] ~]# mysql -uroot -p < all_db.sql

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主从复制原理

MySQL数据库的主从复制方案，是其自带的功能，并且主从复制并不是复制磁盘上的数据库文件而是通过binlog日志复制到需要同步的从服务器上。

MySQL数据库支持单向、双向、链式级联等不同业务场景的复制。在复制的过程中，一台服务器从当主服务器(Master)，接收来自用户的内容更新，而一个或多个其它的服务器充当从服务器(Slave)，接收来自Master上binlog文件的日志内容，解析出SQL，重新更新到Slave，使得主从服务器的数据达到一致。

主从复制的逻辑有以下几种
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一主一从：单向主从同步模式，只能在Master端写入数据
一主多从：单向主从同步模式，只能在Master端写入数据

主主同步：此架构可以在Master1或Master2进行数据写入，或者两端同时写入（需特殊配置）

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在生产环境中，MySQL主从复制都是异步的复制方式，既不是严格的实时复制，但是给用户的体验都是实时的。
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MySQL主从复制集群功能使得MySQL数据库支持大规模高并发读写成为可能，并有效的保护了服务器宕机的数据备份。
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利用复制功能，当Master服务器出现问题时，我们可以人工的切换到从服务器继续提供服务，此时服务器的数据和宕机时的数据几乎完全一致。
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服务功能也可用作数据备份，但是如果人为的执行drop、delete等语句删除，那么从看库的备份功能也就失效了。

主从机制实现原理

1. master将改变记录到二进制日志(binary log)中（这些记录叫做二进制日志时间，binary log events）；
2. slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log);
3. slave重做中继日志中的事件，将改变反映到它自己的库中。

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步骤2中，slave服务器会开启两个线程，分别用于：读取master的二进制日志；将日志写入中继日志。
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开始搭建主从复制

主服务器配置

开始修改配置文件
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修改配置文件/etc/my.cnf，在[mysqld]配置下增加两项配置：server-id=1，log-bin=mysql-bin。

• server-id=1： 是服务器的唯一标示（主从服务器之间必须不同）。
• log-bin=mysql-bin： 启用二进制日志，并指定日志名称为mysql-bin。

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如下图：

保存退出后重启服务：systemctl restart mariadb
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开始创建授权复制用户

# 创建复制用户
MariaDB [(none)]> create user ‘tom‘@‘192.168.43.71‘ identified by ‘[email protected]‘;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

# 授权复制用户
MariaDB [(none)]> grant replication slave on *.* to ‘tom‘@‘192.168.43.71‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 刷新授权表，使其立即生效
MariaDB [(none)]> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

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开始备份数据

# 锁表
MariaDB [(none)]> flush table with read lock;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 打开新窗口，导出所有数据并传至从服务器
[[email protected] ~]# mysqldump -uroot -p --all-databases > all_db.sql
[[email protected] ~]# scp all_db.sql 192.168.43.71:/root/

# 查看二进制日志文件和当前的位置并记录
# File是二进制日志文件名，Position是日志的当前位置
# 强调：记住File与Position的值，从服务器中会用到
MariaDB [(none)]> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 |      567 |              |                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

# 解锁
# 这一步骤应在主从服务器均配置完毕，可实现数据同步后，再解锁
MariaDB [(none)]> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

从服务器配置

开始修改配置文件
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修改配置文件/etc/my.cnf，在[mysqld]配置下增加此配置：server-id=2，

• server-id=2： 是服务器的唯一标示（主从服务器之间必须不同）。
• 这里与主服务器不一样，不可开启bin-log。

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如下图：

保存退出后重启服务：systemctl restart mariadb
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导入主库传过来的备份文件

[[email protected] ~]# mysql -uroot -p < all_db.sql

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开始配置复制参数

# 查询从库信息
MariaDB [(none)]> show variables like ‘server_id‘;
MariaDB [(none)]> show variables like ‘log_bin‘;

# 配置复制参数
MariaDB [(none)]> change master to
    -> master_host=‘192.168.43.149‘,  # 指定主库的ip
    -> master_user=‘tom‘,  # 指定主库创建远程用户名
    -> master_password=‘[email protected]‘,  # 指定主库创建远程用户密码
    -> master_log_file=‘mysql-bin.000001‘,  # 指定二进制日志文件
    -> master_log_pos=567;  # 指定二进制日志的当前位置
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

# 启动从库同步
MariaDB [(none)]> start slave;

# 检查复制状态，详见下图
MariaDB [(none)]> show slave statusG;

检查主从复制是否成功的关键在于：

好了，主从同步已配置完毕了，去测试吧。

附：

此时还未配置从库的只读模式，只需在从服务器的配置文件中的[mysqld]配置下增加read-only=true，并且在从服务器上创建普通用户，使用普通用户主从同步即可达到只读的效果。

注意一个坑：如果使用root用户，则无法达到只读的效果，超级用户root不受只读限制。