【数据库】MySQL主从同步失败或重启后需要重新配置同步，主从同步延迟解决方案，mysql主从同步加速

最近在学习MySQL，主从同步方案。由于是新手，如有出现错误的地方，请大家谅解并留言指正。MySQL不同的版本配置稍有不同，最新版本8.0.27是默认开启binarylog的，见下图

查询MySQL信息

SELECT @@version,NOW() ;

show variables like '%log_bin%';

日志相关信息

刷新日志并查看新的日志信息

重新设置从库上主库的binlog信息

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000016',MASTER_LOG_POS=156;

出现主从不同步问题

mysql数据库从库同步的延迟问题，首先在服务器上执行show slave status;可以看到很多同步的参数。

从数据库查看状态

show slave status；

参数说明

Master_Log_File：                      SLAVE中的I/O线程当前正在读取的主服务器二进制日志文件的名称
Read_Master_Log_Pos：        在当前的主服务器二进制日志中，SLAVE中的I/O线程已经读取的位置
Relay_Log_File：                        SQL线程当前正在读取和执行的中继日志文件的名称
Relay_Log_Pos：                        在当前的中继日志中，SQL线程已读取和执行的位置
Relay_Master_Log_File：      由SQL线程执行的包含多数近期事件的主服务器二进制日志文件的名称
Slave_IO_Running：                 I/O线程是否被启动并成功地连接到主服务器上
Slave_SQL_Running：              SQL线程是否被启动
Seconds_Behind_Master：     从属服务器SQL线程和从属服务器I/O线程之间的时间差距，单位以秒计。

从库同步延迟情况出现原因

1、show slave status显示参数Seconds_Behind_Master不为0，这个数值可能会很大
2、show slave status显示参数Relay_Master_Log_File和Master_Log_File显示bin-log的编号相差很大，说明bin-log在从库上没有及时同步，所以近期执行的bin-log和当前IO线程所读的bin-log相差很大
3、mysql的从库数据目录下存在大量mysql-relay-log日志，该日志同步完成之后就会被系统自动删除，存在大量日志，说明主从同步延迟很厉害

a、MySQL数据库主从同步延迟原理

mysql主从同步原理：
主库针对写操作，顺序写binlog，从库单线程去主库顺序读”写操作的binlog”，从库取到binlog在本地原样执行（随机写），来保证主从数据逻辑上一致。
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。

b、 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。
首要原因：数据库在业务上读写压力太大，CPU计算负荷大，网卡负荷大，硬盘随机IO太高
次要原因：读写binlog带来的性能影响，网络传输延迟。

c、 MySQL数据库主从同步延迟解决方案。

架构方面
1.业务的持久化层的实现采用分库架构，mysql服务可平行扩展，分散压力。
2.单个库读写分离，一主多从，主写从读，分散压力。这样从库压力比主库高，保护主库。
3.服务的基础架构在业务和mysql之间加入memcache或者redis的cache层。降低mysql的读压力。
4.不同业务的mysql物理上放在不同机器，分散压力。
5.使用比主库更好的硬件设备作为slave

总结，mysql压力小，延迟自然会变小。

硬件方面

1.采用好服务器，比如4u比2u性能明显好，2u比1u性能明显好。
2.存储用ssd或者盘阵或者san，提升随机写的性能。
3.主从间保证处在同一个交换机下面，并且是万兆环境。
总结，硬件强劲，延迟自然会变小。一句话，缩小延迟的解决方案就是花钱和花时间。

mysql主从同步加速
1、sync_binlog在slave端设置为0
2、–logs-slave-updates 从服务器从主服务器接收到的更新不记入它的二进制日志。
3、直接禁用slave端的binlog
4、slave端，如果使用的存储引擎是innodb，innodb_flush_log_at_trx_commit =2
innodb_flush_log_at_trx_commit参数介绍
innodb_flush_log_at_trx_commit：是 InnoDB 引擎特有的，ib_logfile的刷新方式( ib_logfile：记录的是redo log和undo log的信息)https://www.cndba.cn/hbhe0316/article/22631https://www.cndba.cn/hbhe0316/article/22631

取值:0/1/2
innodb_flush_log_at_trx_commit=0，表示每隔一秒把log buffer刷到文件系统中(os buffer)去，并且调用文件系统的“flush”操作将缓存刷新到磁盘上去。也就是说一秒之前的日志都保存在日志缓冲区，也就是内存上，如果机器宕掉，可能丢失1秒的事务数据。cndba.cn/hbhe0316/article/22631

innodb_flush_log_at_trx_commit=1，表示在每次事务提交的时候，都把log buffer刷到文件系统中(os buffer)去，并且调用文件系统的“flush”操作将缓存刷新到磁盘上去。这样的话，数据库对IO的要求就非常高了，如果底层的硬件提供的IOPS比较差，那么MySQL数据库的并发很快就会由于硬件IO的问题而无法提升。cndba.cn/hbhe0316/article/22631

innodb_flush_log_at_trx_commit=2，表示在每次事务提交的时候会把log buffer刷到文件系统中去，但并不会立即刷写到磁盘。如果只是MySQL数据库挂掉了，由于文件系统没有问题，那么对应的事务数据并没有丢失。只有在数据库所在的主机操作系统损坏或者突然掉电的情况下，数据库的事务数据可能丢失1秒之类的事务数据。这样的好处，减少了事务数据丢失的概率，而对底层硬件的IO要求也没有那么高(log buffer写到文件系统中，一般只是从log buffer的内存转移的文件系统的内存缓存中，对底层IO没有压力)。cndba.cn/hbhe0316/article/22631https://www.cndba.cn/hbhe0316/article/22631


从文件系统本身属性角度优化
master端
修改linux、Unix文件系统中文件的etime属性， 由于每当读文件时OS都会将读取操作发生的时间回写到磁盘上，对于读操作频繁的数据库文件来说这是没必要的，只会增加磁盘系统的负担影响I/O性能。可以通过设置文件系统的mount属性，组织操作系统写atime信息，在linux上的操作为：
打开/etc/fstab，加上noatime参数
/dev/sdb1 /data reiserfs noatime 1 2
然后重新mount文件系统
#mount -oremount /data

引用参数优化解析

主库是写，对数据安全性较高，比如sync_binlog=1，innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 之类的设置是需要的
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
1、sync_binlog=1 o
MySQL提供一个sync_binlog参数来控制数据库的binlog刷到磁盘上去。
默认，sync_binlog=0，表示MySQL不控制binlog的刷新，由文件系统自己控制它的缓存的刷新。这时候的性能是最好的，但是风险也是最大的。一旦系统Crash，在binlog_cache中的所有binlog信息都会被丢失。
如果sync_binlog>0，表示每sync_binlog次事务提交，MySQL调用文件系统的刷新操作将缓存刷下去。最安全的就是sync_binlog=1了，表示每次事务提交，MySQL都会把binlog刷下去，是最安全但是性能损耗最大的设置。这样的话，在数据库所在的主机操作系统损坏或者突然掉电的情况下，系统才有可能丢失1个事务的数据。
但是binlog虽然是顺序IO，但是设置sync_binlog=1，多个事务同时提交，同样很大的影响MySQL和IO性能。
虽然可以通过group commit的补丁缓解，但是刷新的频率过高对IO的影响也非常大。对于高并发事务的系统来说，
“sync_binlog”设置为0和设置为1的系统写入性能差距可能高达5倍甚至更多。
所以很多MySQL DBA设置的sync_binlog并不是最安全的1，而是2或者是0。这样牺牲一定的一致性，可以获得更高的并发和性能。
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。

2、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。

3、ls(1) 命令可用来列出文件的 atime、ctime 和 mtime。
atime 文件的access time 在读取文件或者执行文件时更改的
ctime 文件的create time 在写入文件，更改所有者，权限或链接设置时随inode的内容更改而更改
mtime 文件的modified time 在写入文件时随文件内容的更改而更改
ls -lc filename 列出文件的 ctime
ls -lu filename 列出文件的 atime
ls -l filename 列出文件的 mtime
stat filename 列出atime，mtime，ctime
atime不一定在访问文件之后被修改
因为：使用ext3文件系统的时候，如果在mount的时候使用了noatime参数那么就不会更新atime信息。
这三个time stamp都放在 inode 中.如果mtime,atime 修改,inode 就一定会改, 既然 inode 改了,那ctime也就跟着改了.
之所以在 mount option 中使用 noatime, 就是不想file system 做太多的修改, 而改善读取效能