一.日志
1.1 错误日志
错误日志是 MySQL 中最重要的日志之一,它记录了当 mysqld 启动和停止时,以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时,建议首先查看此日志。
错误日志是默认开启的,默认存放目录 /var/log/,默认的日志文件名为 mysqld.log 。查看日志位置的SQL语句如下:
show variables like '%log_error%';
1.2 二进制日志
1.2.1 介绍
二进制日志(BINLOG)记录了所有的 DDL(数据定义语言)语句和 DML(数据操纵语言)语句,但不包括数据查询(SELECT、SHOW)语句。
作用:①. 灾难时的数据恢复;②. MySQL的主从复制。在MySQL8版本中,默认二进制日志是开启着的,涉及到的参数如下:
show variables like '%log_bin%';
参数说明:
- log_bin_basename:当前数据库服务器的binlog日志的基础名称(前缀),具体的binlog文件名需要再该basename的基础上加上编号(编号从000001开始)。
- log_bin_index:binlog的索引文件,里面记录了当前服务器关联的binlog文件有哪些。
1.2.2 格式
MySQL服务器中提供了多种格式来记录二进制日志,具体格式及特点如下:
如果我们需要配置二进制日志的格式,只需要在 /etc/my.cnf 中配置 binlog_format 参数即可。
show variables like '%binlog_format%';
1.2.3 查看
由于日志是以二进制方式存储的,不能直接读取,需要通过二进制日志查询工具 mysqlbinlog 来查 看,具体语法:
mysqlbinlog [ 参数选项 ] logfilename
参数选项:
-d 指定数据库名称,只列出指定的数据库相关操作。
-o 忽略掉日志中的前n行命令。
-v 将行事件(数据变更)重构为SQL语句
-vv 将行事件(数据变更)重构为SQL语句,并输出注释信息
1.2.4 删除
对于比较繁忙的业务系统,每天生成的binlog数据巨大,如果长时间不清除,将会占用大量磁盘空 间。可以通过以下几种方式清理日志:
也可以在mysql的配置文件中配置二进制日志的过期时间,设置了之后,二进制日志过期会自动删除。
查看过期参数的SQL如下所示:
show variables like '%binlog_expire_logs_seconds%';
1.3 查询日志
查询日志中记录了客户端的所有操作语句,而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下, 查询日志是未开启的。
如果需要开启查询日志,可以修改MySQL的配置文件 /etc/my.cnf 文件,添加如下内容:
#该选项用来开启查询日志 , 可选值 : 0 或者 1 ; 0 代表关闭, 1 代表开启
general_log=1
#设置日志的文件名 , 如果没有指定, 默认的文件名为 host_name.log
general_log_file=mysql_query.log
开启了查询日志之后,在MySQL的数据存放目录,也就是 /var/lib/mysql/ 目录下就会出现 mysql_query.log 文件。之后所有的客户端的增删改查操作都会记录在该日志文件之中,长时间运 行后,该日志文件将会非常大。
1.4 慢查询日志
慢查询日志记录了所有执行时间超过参数 long_query_time 设置值并且扫描记录数不小于 min_examined_row_limit 的所有的SQL语句的日志,默认未开启。long_query_time 默认为 10 秒,最小为 0, 精度可以到微秒。
如果需要开启慢查询日志,需要在MySQL的配置文件 /etc/my.cnf 中配置如下参数:
#慢查询日志
slow_query_log=1
#执行时间参数
long_query_time=2
默认情况下,不会记录管理语句,也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以在/etc/my.cnf 配置文件中加上 log_slow_admin_statements=1和 log_queries_not_using_indexes=1以开启,如下所述。
#记录执行较慢的管理语句
log_slow_admin_statements =1
#记录执行较慢的未使用索引的语句
log_queries_not_using_indexes = 1
注意:上述所有的参数配置完成之后,都需要重新启动MySQL服务器才可以生效。
二.主从复制
2.1 概述
主从复制是指将主数据库的 DDL 和 DML 操作通过二进制日志传到从库服务器中,然后在从库上对这些日志重新执行(也叫重做),从而使得从库和主库的数据保持同步。 MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制, 从库同时也可以作为其他从服务器的主库,实现链状 复制。
MySQL 复制的优点主要包含以下三个方面:
- 主库出现问题,可以快速切换到从库提供服务。
- 实现读写分离,降低主库的访问压力。
- 可以在从库中执行备份,以避免备份期间影响主库服务。
2.2 原理
MySQL主从复制的核心就是 二进制日志,具体的过程如下:
从上图来看,复制分成三步:
1. Master 主库在事务提交时,会把数据变更记录在二进制日志文件 Binlog 中。
2. 从库读取主库的二进制日志文件 Binlog ,写入到从库的中继日志 Relay Log 。
3. slave重做中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据。
2.3 搭建
2.3.1 准备
准备好两台服务器之后,在上述的两台服务器中分别安装好MySQL,并完成基础的初始化准备(安装、 密码配置等操作)工作。 其中:
- 192.168.200.200 作为主服务器master
- 192.168.200.201 作为从服务器slave
2.3.2 主库配置
1. 修改配置文件 /etc/my.cnf
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 232-1,默认为1
server-id=1
#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=0
#忽略的数据, 指不需要同步的数据库
#binlog-ignore-db=mysql
#指定同步的数据库
#binlog-do-db=db01
2. 重启MySQL服务器
systemctl restart mysqld
3. 登录mysql,创建远程连接的账号,并授予主从复制权限
#创建itcast用户,并设置密码,该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456';
#为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%';
4. 通过指令,查看二进制日志坐标
show master status ;
字段含义说明:
file : 从哪个日志文件开始推送日志文件
position : 从哪个位置开始推送日志
binlog_ignore_db : 指定不需要同步的数据库
2.3.3 从库配置
1. 修改配置文件 /etc/my.cnf
#mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一,取值范围:1 – 2^32-1,和主库不一样即可
server-id=2
#是否只读,1 代表只读, 0 代表读写
read-only=1
2. 重新启动MySQL服务
systemctl restart mysqld
3. 登录mysql,设置主库配置
CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_HOST='192.168.200.200', SOURCE_USER='itcast',
SOURCE_PASSWORD='Root@123456', SOURCE_LOG_FILE='binlog.000004',
SOURCE_LOG_POS=663;
上述是8.0.23中的语法。如果mysql是 8.0.23 之前的版本,执行如下SQL:
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.200.200', MASTER_USER='itcast',
MASTER_PASSWORD='Root@123456', MASTER_LOG_FILE='binlog.000004',
MASTER_LOG_POS=663;
4. 开启同步操作
start replica ; #8.0.22之后
start slave ; #8.0.22之前
5. 查看主从同步状态
show replica status ; #8.0.22之后
show slave status ; #8.0.22之前
2.3.4 测试
1. 在主库 192.168.200.200 上创建数据库、表,并插入数据
create database db01;
use db01;
create table tb_user(
id int(11) primary key not null auto_increment,
name varchar(50) not null,
sex varchar(1)
)engine=innodb default charset=utf8mb4;
insert into tb_user(id,name,sex) values(null,'Tom', '1'),(null,'Trigger','0'),
(null,'Dawn','1');
2. 在从库 192.168.200.201 中查询数据,验证主从是否同步
三. 分库分表
3.1 介绍
3.1.1 问题分析
随着互联网及移动互联网的发展,应用系统的数据量也是成指数式增长,若采用单数据库进行数据存储,存在以下性能瓶颈:
1. IO瓶颈:热点数据太多,数据库缓存不足,产生大量磁盘IO,效率较低。 请求数据太多,带宽 不够,网络IO瓶颈。
2. CPU瓶颈:排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会耗费大量的CPU资源,请求数太多,CPU出现瓶颈。
为了解决上述问题,我们需要对数据库进行分库分表处理。
分库分表的中心思想都是将数据分散存储,使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题,从而达到提升数据库性能的目的。
3.1.2 拆分策略
分库分表的形式,主要是两种:垂直拆分和水平拆分。而拆分的粒度,一般又分为分库和分表,所以组成的拆分策略最终如下
3.1.3 垂直拆分
1. 垂直分库
垂直分库:以表为依据,根据业务将不同表拆分到不同库中。
特点:
- 每个库的表结构都不一样。
- 每个库的数据也不一样。
- 所有库的并集是全量数据。
2. 垂直分表
垂直分表:以字段为依据,根据字段属性将不同字段拆分到不同表中。
特点:
- 每个表的结构都不一样。
- 每个表的数据也不一样,一般通过一列(主键/外键)关联。
- 所有表的并集是全量数据。
3.1.4 水平拆分
1. 水平分库
以字段为依据,按照一定策略,将一个库的数据拆分到多个库中。
特点:
- 每个库的表结构都一样。
- 每个库的数据都不一样。
- 所有库的并集是全量数据。
2. 水平分表
以字段为依据,按照一定策略,将一个表的数据拆分到多个表中。
特点:
- 每个表的表结构都一样。
- 每个表的数据都不一样。
- 所有表的并集是全量数据。
在业务系统中,为了缓解磁盘IO及CPU的性能瓶颈,到底是垂直拆分,还是水平拆分;具体是分 库,还是分表,都需要根据具体的业务需求具体分析。
3.1.5 实现技术
shardingJDBC:基于AOP原理,在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截,解析、改写、路由处 理。需要自行编码配置实现,只支持java语言,性能较高。
MyCat:数据库分库分表中间件,不用调整代码即可实现分库分表,支持多种语言,性能不及前 者。
此博客中选择了MyCat数据库中间件,通过MyCat中间件来完成分库分表操作。