揭秘MySQL主从复制：打造高可用性与数据冗余的强效引擎

news2024/9/24 17:28:33

  •  作者简介：我是团团儿，是一名专注于云计算领域的专业创作者，感谢大家的关注
  •  座右铭：   云端筑梦，数据为翼，探索无限可能，引领云计算新纪元
  •  个人主页：团儿.-CSDN博客

目录

前言：

1.全年无故障率(非计划内故障停机)

2.高可用架构方案

正文：

一.MySQL Replication(主从复制)

1.职责

2. 主从复制介绍

3. 主从复制的前提 (搭建主从复制) 

4. 主从复制搭建过程(生产)

（1）两台服务器实现主从：

master:    192.168.8.10

slave: 192.168.8.20

（2）主库创建复制用户

（3） "复制历史数据"

主: 

从:

（4）告诉从库信息

先查看主库的二进制日志名和position号：

 在从库使用命令连接主库：

（5）从库开启复制线程(IO,SQL)

（6）在从库检查主从复制状态

（7）测试主从同步

主库:

从库:

二.主从复制原理 *****

1.主从复制中涉及的文件

主库: 

从库:   

2.主从复制中涉及的线程

主库:  

从库:   

3.主从复制工作(过程)原理******

补充说明:

4.主从复制监控 

命令:

主库有关的信息(master.info):

从库relay应用信息有关的(relay.info):

从库线程运行状态(排错)

            过滤复制有关的信息:            

从库延时主库的时间(秒):  

延时从库（延时误操作）:

GTID复制有关的状态信息          

5.主从复制故障 *****

5.1 IO 线程故障 

(1) 连接主库: connecting

网络,连接信息错误或变更了,防火墙,连接数上限排查思路:

解决: 

(2) 请求Binlog

解决：

终极解决方案:

(3) 存储binlog到relaylog

5.2 SQL线程故障

合理处理方法: 

暴力的解决方法

方法一：

方法二：

常见错误代码:

为了避免SQL线程故障

(1) 从库只读

(2) 使用读写分离中间件

6.主从延时监控及原因 *****

6.1 主库方面原因

(1) binlog写入不及时

(2) 默认情况下dump_t 是串行传输binlog *****

(3) 主库极其繁忙

6.2 从库方面原因

6.3 主从延时的监控

主库方面原因的监控

主库:

从库

从库方面原因监控:

拿了多少:

执行了多少:

前言：

1.全年无故障率(非计划内故障停机)

99.9%        0.001*365*24*60       525.6Min
99.99%       0.0001*365*24*60       52.56Min
99.999%      0.00001*365*24*60       5.256Min        

2.高可用架构方案

（1）负载均衡:有一定的高可用性 
    LVS  Nginx haproxy
（2）主备系统:有高可用性,但是需要切换,是单活的架构
    Keepalived , MHA, MMM
（3）真正高可用(多活系统): 
    NDB Cluster  Oracle RAC  Sybase cluster   , InnoDB Cluster（MGR）,PXC(percona) , MGC(mariadb)

本文将带领大家深入探索mysql之主从复制的奥秘！

正文：

一.MySQL Replication(主从复制)

1.职责

（1） 搭建主从复制   
（2） 主从原理熟悉   
（3） 主从的故障处理 
（4） 主从延时，同步不及时       
（5） 主从的特殊架构（过滤复制、延时从库）的配置使用 
（6） 主从架构的演变（读写分离、高可用、分布式架构） 

2. 主从复制介绍

(1) 主从复制基于binlog来实现的
(2) 主库发生新的操作,都会记录binlog
(3) 从库取得主库的binlog进行回放
(4) 主从复制的过程是异步


3. 主从复制的前提 (搭建主从复制) 

(1) 2个或以上的数据库实例
(2) 主库需要开启二进制日志 
(3) server_id要不同,区分不同的节点
(4) 主库需要建立专用的复制用户 (replication slave)
(5) 从库应该通过备份主库、恢复的方法进行复制历史数据
(6) 人为告诉从库一些复制信息(ip port user pass,二进制日志起点)
(7) 从库应该开启专门的复制线程
 

4. 主从复制搭建过程(生产)

（1）两台服务器实现主从：

master:    192.168.8.10
cat > /etc/my.cnf << EOF
[mysqld]
user=mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
socket=/tmp/mysql.sock
server_id=1
log_bin=/data/binlog/master-bin
port=3306
[mysql]
socket=/tmp/mysql.sock
prompt=master>
EOF
mkdir -p /data/binlog
chown -R mysql.mysql /data 

systemctl restart mysqld

slave: 192.168.8.20
cat > /etc/my.cnf << EOF
[mysqld]
user=mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
socket=/tmp/mysql.sock
server_id=2
log_bin=/data/binlog/slave-bin
port=3306
[mysql]
socket=/tmp/mysql.sock
prompt=slave>
EOF
mkdir -p /data/binlog
chown -R mysql.mysql /data 

systemctl restart mysqld


（2）主库创建复制用户

登录数据库：

grant replication slave on *.* to repl@'192.168.8.%' identified by '123';


（3） "复制历史数据"

主: 
mysqldump -uroot  -A --master-data=2 --single-transaction -R -E --triggers >/tmp/full.sql
scp /tmp/full.sql  root@192.168.10/root
从:
set sql_log_bin=0;
source /root/full.sql
set sql_log_bin=1;

（4）告诉从库信息

先查看主库的二进制日志名和position号：
    show master status;
 
在从库使用命令连接主库：
CHANGE MASTER TO   
       MASTER_HOST='192.168.8.9',  
       MASTER_USER='repl',  
       MASTER_PASSWORD='123',  
       MASTER_PORT=3306,  
       MASTER_LOG_FILE='master-bin.000001',  
       MASTER_LOG_POS=447,  
       MASTER_CONNECT_RETRY=10;


（5）从库开启复制线程(IO,SQL)

start slave;


（6）在从库检查主从复制状态

show slave status \G

显示信息：
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes

（7）测试主从同步

主库:
create database ms;
use ms;
create table t1 (id int,name varchar(20));
insert into t1 values (1,'z3'),(2,'l4'),(3,'w5');

从库:
show databases;
use ms;
select * from t1;


二.主从复制原理 *****

1.主从复制中涉及的文件

主库: 

binlog             主库的二进制日志

从库:   

    relaylog          中继日志
    master.info      主库信息文件
    relaylog.info     relaylog应用的信息

2.主从复制中涉及的线程

主库:  

 Binlog_Dump Thread : DUMP_T

从库:   

    SLAVE_IO_THREAD     : IO_T
    SLAVE_SQL_THREAD    : SQL_T

3.主从复制工作(过程)原理******

 1.从库执行change master to 命令(主库的连接信息+复制的起点)
 2.从库会将以上信息,记录到master.info文件
 3.从库执行 start slave 命令,立即开启IO_T和SQL_T
 4. 从库 IO_T,读取master.info文件中的信息,获取到IP,PORT,User,Pass,binlog的位置信息
 5. 从库IO_T请求连接主库,主库专门提供一个DUMP_T,负责和IO_T交互
 6. IO_T根据binlog的位置信息(mysql-bin.000004 , 444),请求主库新的binlog
 7. 主库通过DUMP_T将最新的binlog,通过网络TP给从库的IO_T
 8. IO_T接收到新的binlog日志,存储到TCP/IP缓存,立即返回ACK给主库,并更新master.info
 9.IO_T将TCP/IP缓存中数据,转储到磁盘relaylog中.
 10. SQL_T读取relay.info中的信息,获取到上次已经应用过的relaylog的位置信息
 11. SQL_T会按照上次的位置点回放最新的relaylog,再次更新relay.info信息
 12. 从库会自动purge应用过relay进行定期清理
 

补充说明:

一旦主从复制构建成功,主库当中发生了新的变化,都会通过dump_T发送信号给IO_T,增强了主从复制的实时性.

4.主从复制监控 

命令:

show slave status \G

主库有关的信息(master.info):

Master_Host: 192.168.8.9
Master_User: repl
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 10
*******************************
Master_Log_File: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 608

*******************************

从库relay应用信息有关的(relay.info):

Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 479
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001

从库线程运行状态(排错)

Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error: 
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:             

            
过滤复制有关的信息:            

Replicate_Do_DB: 
Replicate_Ignore_DB: 
Replicate_Do_Table: 
Replicate_Ignore_Table: 
Replicate_Wild_Do_Table: 
Replicate_Wild_Ignore_Table: 
 

从库延时主库的时间(秒):  

Seconds_Behind_Master: 0
                

延时从库（延时误操作）:

SQL_Delay: 0
SQL_Remaining_Delay: NULL

GTID复制有关的状态信息          

Retrieved_Gtid_Set: 
Executed_Gtid_Set: 
Auto_Position: 0

5.主从复制故障 *****

5.1 IO 线程故障 

(1) 连接主库: connecting
网络,连接信息错误或变更了,防火墙,连接数上限
排查思路:

1. 使用复制用户手工登录
测试是否用户名、密码、IP出错。

解决: 

从库
1. stop slave         #停止同步
2. reset slave all;      #清空master.info
3. change master to ...    #重新查看master，再次连接master
4. start slave        #再次开启同步

(2) 请求Binlog

binlog 没开
binlog 损坏,不存在

解决：

主库开启binlog

终极解决方案:

主库 reset master 处理:
从库 

stop slave ;
reset slave all; 
CHANGE MASTER TO 
MASTER_HOST='192.168.8.10',
MASTER_USER='repl',
MASTER_PASSWORD='123',
MASTER_PORT=3306,
MASTER_LOG_FILE='master-bin.000001',
MASTER_LOG_POS=154,
MASTER_CONNECT_RETRY=10;
start slave;
(3) 存储binlog到relaylog


5.2 SQL线程故障

relay-log损坏
回放relaylog
研究一条SQL语句为什么执行失败?
insert delete  update     ---> t1 表 不存在
create table  t1     ---> t1 已存在
约束冲突(主键,唯一键,非空..)

合理处理方法: 

把握一个原则,一切以主库为准进行解决.
如果出现问题,尽量进行反操作
最直接稳妥办法,重新构建主从


暴力的解决方法
方法一：
stop slave; 
set global sql_slave_skip_counter = 1;
start slave;

#将同步指针向下移动一个，如果多次不同步，可以重复操作。
start slave;

方法二：
/etc/my.cnf

slave-skip-errors = 1032,1062,1007

常见错误代码:

1007:对象已存在
1032:无法执行DML,可能对象不存在
1062:主键冲突,或约束冲突

但是，以上操作有时是有风险的，最安全的做法就是重新构建主从。把握一个原则,一切以主库为主.

为了避免SQL线程故障
(1) 从库只读
read_only
super_read_only
(2) 使用读写分离中间件

amoeba
atlas 
mycat
ProxySQL 
MaxScale

6.主从延时监控及原因 *****

6.1 主库方面原因

(1) binlog写入不及时
sync_binlog=1
(2) 默认情况下dump_t 是串行传输binlog *****

在并发事务量大时或者大事务,由于dump_t 是串型工作的,导致传送日志较慢
如何解决问题?
必须GTID,使用Group commit方式.可以支持DUMP_T并行

(3) 主库极其繁忙

慢语句
锁等待
从库个数
网络延时

6.2 从库方面原因

(1) 传统复制(Classic)中 *****

如果主库并发事务量很大,或者出现大事务
由于从库是单SQL线程,导致,不管传的日志有多少,只能一次执行一个事务.
5.6 版本,有了GTID,可以实现多SQL线程,但是只能基于不同库的事务进行并发回放.(database) 
5.7 版本中,有了增强的GTID,增加了seq_no,增加了新型的并发SQL线程模式(logical_clock),MTS技术
(2) 主从硬件差异太大
(3) 主从的参数配置
(4) 从库和主库的索引不一致
(5) 版本有差异


6.3 主从延时的监控

show slave  status\G
Seconds_Behind_Master: 0
主库方面原因的监控
主库:
show master status ;

File: mysql-bin.000001
Position: 1373

从库

Master_Log_File: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 1373

从库方面原因监控:
拿了多少:

Master_Log_File: mysql-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 691688

执行了多少:

Relay_Log_File: db01-relay-bin.000004
Relay_Log_Pos: 690635
Exec_Master_Log_Pos: 691000
Relay_Log_Space: 690635

期待您的关注~

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