读写分离

4/5/2022 MySQL

# 读写分离

高并发这个阶段,肯定是需要做读写分离的,啥意思?因为实际上大部分的互联网公司,一些网站,或者是 app,其实都是读多写少。所以针对这个情况,就是写一个主库,但是主库挂多个从库,然后从多个从库来读,那不就可以支撑更高的读并发压力了吗?

# 主从复制

# 复制的工作原理

复制(replication)是MySQL数据库提供的一种高可用高性能的解决方案,一般用来建立大型的应用。总体来说,replication的工作原理。

分为以下3个步骤:

  1. 主服务器(master)把数据更改记录到二进制日志(binlog)中。
  2. 从服务器(slave)把主服务器的二进制日志复制到自己的中继日志(relay log)中。
  3. 从服务器重做中继日志中的日志,把更改应用到自己的数据库上,以达到数据的最终一致性。

复制的工作原理并不复杂,其实就是一个完全备份加上二进制日志备份的还原。不同的是这个二进制日志的还原操作基本上实时在进行中。这里特别需要注意的是,复制不是完全实时地进行同步,而是异步实时。这中间存在主从服务器之间的执行延时,如果主服务器的压力很大,则可能导致主从服务器延时较大。

**从服务器有2个线程,一个是I/O线程,负责读取主服务器的二进制日志,并将其保存为中继日志;另一个是SQL线程,复制执行中继日志。**MySQL4.0版本之前,从服务器只有1个线程,既负责读取二进制日志,又负责执行二进制日志中的SQL语句。这种方式不符合高性能的要求,目前已淘汰。

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# 复制模式

# 异步模式(默认的模式)

主节点不会主动push bin log给从节点,也不会管从节点的同步情况,默认就是这种模式。

# 半同步模式(MySQL 5.5之后提供)

主节点给从节点发送bin log 之后,会一直等待回应,只要一个从节点接受bin log,并且写入relay log 成功,给主节点返回接受成功的ACK信息,主节点就认为成功,提交事务。

# 全同步模式

就是需要所有的从节点接受日志,并且写入relay log 成功,给主节点返回接受成功的ACK信息,主节点才认为成功,提交事务。

# 快照+复制的备份架构

复制可以用来作为备份,但功能不仅限于备份,其主要功能如下:

  • 数据分布。由于MySQL数据库提供的复制并不需要很大的带宽要求,因此可以在不同的数据中心之间实现数据的复制。
  • 读取的负载平衡。通过建立多个从服务器,可将读取平均地分布到这些从服务器中,并且减少了主服务器的压力。一般通过DNS的Round-Robin和Linux的LVS功能都可以实现负载平衡。
  • 数据库备份。复制对备份很有帮助,但是从服务器不是备份,不能完全代替备份。
  • 高可用性和故障转移。通过复制建立的从服务器有助于故障转移,减少故障的停机时间和恢复时间。

可见,复制的设计不是简简单单用来备份的,并且只是用复制来进行备份是远远不够的。假设当前应用采用了主从的复制架构,从服务器作为备份。这时,一个初级DBA执行了误操作,如DROP DATABASE或DROP TABLE,这时从服务器也跟着运行了。这时用户怎样从服务器进行恢复呢?

因此,一个比较好的方法是通过对从服务器上的数据库所在分区做快照,以此来避免误操作对复制造成影响。当发生主服务器上的误操作时,只需要将从服务器上的快照进行恢复,然后再根据二进制日志进行point-in-time的恢复即可。

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# 相关问题

# 主从同步延迟问题

这里有一个非常重要的一点,就是从库同步主库数据的过程是串行化的,也就是说主库上并行的操作,在从库上会串行执行。所以这就是一个非常重要的点了,由于从库从主库拷贝日志以及串行执行 SQL 的特点,在高并发场景下,从库的数据一定会比主库慢一些,是有延时的。==所以经常出现,刚写入主库的数据可能是读不到的,要过几十毫秒,甚至几百毫秒才能读取到。==

而且这里还有另外一个问题,就是==如果主库突然宕机,然后恰好数据还没同步到从库,那么有些数据可能在从库上是没有的,有些数据可能就丢失了。==

所以 MySQL 实际上在这一块有两个机制,一个是半同步复制,用来解决主库数据丢失问题;

这个所谓半同步复制,也叫 semi-sync 复制,指的就是主库写入 binlog 日志之后,就会将强制此时立即将数据同步到从库,从库将日志写入自己本地的 relay log 之后,接着会返回一个 ack 给主库,主库接收到至少一个从库的 ack 之后才会认为写操作完成了。

一般来说,如果主从延迟较为严重,有以下解决方案:

  • 分库,将一个主库拆分为多个主库,每个主库的写并发就减少了几倍,此时主从延迟可以忽略不计。
  • 打开 MySQL 支持的并行复制,多个库并行复制。如果说某个库的写入并发就是特别高,单库写并发达到了 2000/s,并行复制还是没意义。
  • 重写代码,写代码的同学,要慎重,插入数据时立马查询可能查不到。
  • 如果确实是存在必须先插入,立马要求就查询到,然后立马就要反过来执行一些操作,对这个查询设置直连主库不推荐这种方法,你要是这么搞,读写分离的意义就丧失了。
Last Updated: 4/4/2022, 8:15:54 PM