【MySQL】6、MySQL主从复制与读写分离

6.NULL值

select length(null),length(''),length('123');

null    为空值，但也会占用空间；NULL不会被统计记录
''      不占用空间，但会被统计记录

什么是读写分离

读写分离，基本的原理是让主数据库处理事务性增、改、删操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而从数据库处理SELECT查询操作。数据库复制被用来把事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

如果程序使用数据库较多时，而更新少，查询多的情况下会考虑使用。利用数据库主从同步，再通过读写分离可以分担数据库压力，提高性能。

为什么要读写分离

因为数据库的“写”（写10000条数据可能要3分钟）操作是比较耗时的。
但是数据库的“读"（读10000条数据可能只要5秒）。
所以读写分离，是为了解决：数据库的写入，影响了查询的效率

主从复制与读写分离

通过主从复制的方式来同步数据，再通过读写分离来提升数据库的并发负载能力。
有点类似于rsync，但是不同的是rsync是对磁盘文件做备份，而mysql主从复制是对数据库中的数据、语句做备份。

mysql支持的复制类型

（1）STATEMENT：基于语句的复制。在服务器上执行sql语句，在从服务器上执行同样的语句，mysql默认采用基于语句的复制，执行效率高。
（2）ROW：基于行的复制。把改变的内容复制过去，而不是把命令在从服务器上执行一遍。
（3）MIXED：混合类型的复制。默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制。

主从复制过程

主：dump线程，二进制日志
从：I/O线程，SQL线程，中继日志

1.主中数据进行更新，并写入二进制日志。
2.从开启IO线程，并勘测主的二进制日志是否有更新，请求读取二进制日志。
3.主为从的IO线程开启dump线程，向从发送二进制日志
4.从保存二进制日志到中继日志中
5.从开启SQL线程读取中继日志，解析成sql语句，实现主从同步

数据库主从数据不一致解决方案

方法一：忽略错误后，继续同步

该方法适用于主从库数据相差不大，或者要求数据可以不完全统一的情况，数据要求不严格的情况

方式二：重新做主从，完全同步

该方法适用于主从库数据相差较大，或者要求数据完全统一的情况

mysql读写分离原理

读写分离就是只在主服务器上写，只在从服务器上读。基本的原理是让主数据库处理事务性操作，而从数据库处理select查询。
数据库复制被用来把主数据库上事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

目前较为常见的MysQL读写分离分为以下两种

1）基于程序代码内部实现

在代码中根据select、insert进行路由分类，这类方法也是目前生产环境应用最广泛的。
优点：是性能较好，因为在程序代码中实现，不需要增加额外的设备为硬件开支；
缺点：是需要开发人员来实现，运维人员无从下手。

但是并不是所有的应用都适合在程序代码中实现读写分离，像一些大型复杂的Java应用，如果在程序代码中实现读写分离对代码改动就较大。

2）基于中间代理层实现

代理一般位于客户端和服务器之间，代理服务器接到客户端请求后通过判断后转发到后端数据库，有以下代表性程序。

        1.MySQL-Proxy。MySQL-Proxy为MysQL开源项目，通过其自带的1ua脚本进行sQL判断。
        2.Atlas。是由奇虎360的Web平台部基础架构团队开发维护的一个基于MysQL协议的数据中间层项目。它是在mysql-proxy 0.8.2版本的基础上，对其进行了优化，增加了一些新的功能特性。360内部使用atlas运行的mysql业务，每天承载的读写请求数达几干保条。支持事物以及存储过程。
        3.Amoeba。由陈思儒开发，作者曾就职于阿里巴巴。该程序由Java语言进行开发，阿里巴巴将其用于生产环境。但是它不支持事务和存储过程。
        4.Mycat。是一款流行的基于Java语言编写的数据库中间件，是一个实现了MySq1协议的服务器，其核心功能是分库分表。配合数据库的主从模式还可以实现读写分离由于使用MysQLProxy需要写大量的ua脚本，这些Lua并不是现成的，而是需要自己去写。这对于并不熟悉MysQLProxy 内置变量和MySQL Protocol的人来说是非常困难的。

Amoeba是一个非常容易使用、可移植性非常强的软件。因此它在生产环境中被广泛应用于数据库的代理层。

mysql主从复制原理。。

主从    进行复制
是为了保证数据的完整性，清楚哪个是主、哪个是从
slave角色复制master角色的数据，数据存放的位置
二进制日志文件中的mysql-000001    记录了完整的sql
slave复制二进制日志到本地节点，保存为中继日志文件的方式
最后基于这个中继日志，进行后续的"恢复"操作，将执行的SQL执行在自己的数据库内部，最终达成和master数据一致

主库将数据写入binlog，
从库会生成两个线程,一个I/O线程,一个SQL线程;
I/O线程会去请求主库的binlog,并将得到的binlog写到本地的relay-log(中继日志)文件中;
主库会生成一个log dump线程,用来给从库I/O线程传binlog;
SQL线程,会读取relay log文件中的日志,并解析成sql语句逐一执行;

主从复制延迟

原因：
主从服务器配置有差异，开启同步复制、网络延迟、大事务、高并发
1.master服务器高并发，形成大量事务
2.网络延迟
3.主从硬件设备导致（例：cpu主频、内存IO、硬盘IO）
4.是同步复制，而不是异步复制

解决方法：
从库优化Mysql参数。比如增大innodb_buffer_pool_size，让更多操作在Mysql内存中完成，减少磁盘操作。
从库使用高性能主机。包括cpu强悍、内存加大。避免使用虚拟云主机，使用物理主机，这样提升了i/o方面性。
从库使用SSD磁盘 网络优化，避免跨机房实现同步

mysql主从复制的几种同步模式

异步复制：

是MySQL默认的复制；master只要完成事务就会返回结果给客户端，与从库无关；
弊端：主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。

全同步复制：

主库执行完一个事务后需要等从库完成同步后才会返回客户端；
因为需要等待从库，必然会影响性能

半同步复制：

主库执行完事务后，会等待；当至少一个从库完成同步数据，接收到并写入relay log中才会返回结果给客户端；
提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。

半同步复制在什么情况下降为异步复制

当主服务器发送二进制文件日志，在规定时间内没有得到回应，则降为异步复制。如果在下一次发送二进制日志时，在规定时间内重新回应，则又升为半同步复制

实验：

主从复制案例（异步复制

主服务器：192.168.220.101
从服务器1：192.168.220.102
从服务器2：192.168.220.103

每台服务器关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

Mysql主从服务器时间同步

##主服务器设置##192.168.220.101

#查看是否安装ntp
rpm-q ntp

#安装ntp
yum -y install ntp

vim /etc/ntp.conf
--末尾添加--
#设置本地是时钟源，注意修改网段127.127.主库网段.0
server 127.127.220.0
#设置时间层级为8（限制在15内）
fudge 127.127.220.0 stratum 8

#开启服务
service ntpd start

##从服务器设置##192.168.220.102和192.168.220.103

rpm -q ntp

yum -y install ntp ntpdate

service ntpd start
#进行时间同步
/usr/sbin/ntpdate 192.168.220.101

crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.220.101

##配置主服务器的MySQL##192.168.220.101

vim /etc/my.cnf
server-id = 11
#添加，主服务器开启二进制日志
log-bin=master-bin
binlog_format = MIXED
#添加，允许slave从master复制数据时可以写入到自己的二进制日志
log-slave-updates=true
#设置二进制日志文件过期时间，默认值为0，表示logs不过期
expire_logs_days = 7
#设置二进制日志限制大小，如果超出给定值，日志就会发生滚动，默认值是1GB
max_binlog_size = 500M
 
systemctl restart mysqld

#进入mysql
mysql -u root -p123456
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'192.168.220.%' identified by '123456';
#刷新权限
flush privileges;

#查看主服务器状态
#File 列显示日志名，Position 列显示偏移量
show master status;
#显示如下：
+-------------------+----------+--------------+------------------+
| File              | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+-------------------+----------+--------------+------------------+
| master-bin.000001 |    603   |              |                  |
+-------------------+----------+--------------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)

##配置从服务器的MySQL##192.168.220.102和192.168.220.103

vim /etc/my.cnf
#修改，注意id与Master的不同，两个Slave的id也要不同
server-id = 22
#添加，开启中继日志，从主服务器上同步日志文件记录到本地
relay-log=relay-log-bin
#添加，定义中继日志文件的位置和名称，一般和relay-log在同一目录
relay-log-index=slave-relay-bin.index
#选配项
relay_log_recovery = 1
#当 slave 从库宕机后，假如 relay-log 损坏了，导致一部分中继日志没有处理，则自动放弃所有未执行的 relay-log，并且重新从 master 上获取日志，这样就保证了relay-log 的完整性。默认情况下该功能是关闭的，将 relay_log_recovery 的值设置为 1 时， 可在 slave 从库上开启该功能，建议开启。

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p123456
#配置同步，注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要与Master查询的一致			

change master to master_host='192.168.220.101',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='master-bin.000001',master_log_poss=604;

#启动同步，如有报错执行 reset slave;
start slave;
#查看 Slave 状态
show slave status\G

//确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes，代表同步正常。
#负责与主机的io通信
Slave_IO_Running: Yes
#负责自己的slave mysql进程
Slave_SQL_Running: Yes

#一般 Slave_IO_Running: No 的可能性：

1、网络不通
2、my.cnf配置有问题
3、密码、file文件名、pos偏移量不对
4、防火墙没有关闭

##验证主从复制效果##

主服务器上进入执行 create database db_test;

去从服务器上查看 show databases;

注：如数据中途加入主从复制的库 需要导出主服务器库 的库文件并且导入到从服务器中

搭建MySQL读写分离

实验环境

主服务器：192.168.220.101
从服务器1：192.168.220.102
从服务器2:192.168.220.103

Amoeba 服务器：192.168.146.121 jdk1.6、Amoeba centos7-1

客户端：192.168.220.122

关闭所有设备的防火墙和selinux
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

配置Amoeba 服务器192.168.220.121

##安装 Java 环境##

因为 Amoeba 基于是 jdk1.5 开发的，所以官方推荐使用 jdk1.5 或 1.6 版本，高版本不建议使用。
cd /opt/
#添加文件并复制
cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/
cd /usr/local/
#给执行权限
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin 
#执行
./jdk-6u14-linux-x64.bin
执行后，一直按空格，直到more消失、看到yes；输入yes，按回车
//按enter回车
 
mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

#修改配置文件
vim /etc/profile
#--G--o--在页尾添加
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

#刷新配置文件
source /etc/profile
java -version

##安装 Amoeba软件##

mkdir /usr/local/amoeba
cd /opt/
#添加并解压amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz
tar zxvf amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/
/usr/local/amoeba/bin/amoeba
//显示amoeba start|stop说明安装成功

##配置两个 Slave 读负载均衡##192.168.220.102、192.168.220.103


#先在Master、Slave1、Slave2 的mysql上开放权限给 Amoeba 访问
mysql -uroot -p123456
grant all on *.* to test@'192.168.220.%' identified by '123456';
#查看权限
show grants for test@'192.168.220.%';

#再回到amoeba服务器配置amoeba服务：

cd /usr/local/amoeba/conf/
  #先备份一下
cp amoeba.xml amoeba.xml.bak
#修改amoeba配置文件
vim amoeba.xml
--30行--
<property name="user">amoeba</property>
--32行-- 
<property name="password">123456</property>
--115行--
<property name="defaultPool">master</property>
--117-去掉注释-
<property name="writePool">master</property>
<property name="readPool">slaves</property>

  #先备份一下
cp dbServers.xml dbServers.xml.bak
#修改数据库配置文件
vim dbServers.xml
--23行--注释掉  作用：默认进入test库 以防mysql中没有test库时，会报错
<!-- <property name="schema">test</property> -->
--26--修改
<property name="user">test</property>
--28-30--去掉注释
<property name="password">123456</property>
--45--修改，设置主服务器的名Master
<dbServer name="master"  parent="abstractServer">
--48--修改，设置主服务器的地址
<property name="ipAddress">192.168.220.101</property>
--52--修改，设置从服务器的名slave1
<dbServer name="slave1"  parent="abstractServer">
--55--修改，设置从服务器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.220.102</property>
--58--复制上面6行粘贴，设置从服务器2的名slave2和地址
<dbServer name="slave2"  parent="abstractServer">
<property name="ipAddress">192.168.220.103</property>
--65行--修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
--71行--修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>
 
#启动Amoeba软件
/usr/local/amoeba/bin/amoeba start&
#按ctrl+c 返回
#查看8066端口是否开启，默认端口为TCP 8066
netstat -anpt | grep java

客户端配置

yum install -y mariadb-server mariadb
systemctl start mariadb.service
 
在客户端服务器上测试：
#连接amoeba服务器
mysql -u amoeba -p123456 -h 192.168.220.121 -P8066
//通过amoeba服务器代理访问mysql ，在通过客户端连接mysql后写入的数据只有主服务会记录，然后同步给从服务器

测试


在主服务器上：
create database db_test;
use db_test;
create table test (id int(10),name varchar(10),address varchar(20));
 
在两台从服务器上：
#关闭同步
stop slave;
use db_test;
//在slave1上：
insert into test values('1','zhangsan','this_is_slave1');
 
//在slave2上：
insert into test values('2','lisi','this_is_slave2');
 
//在主服务器上：
insert into test values('3','wangwu','this_is_master');
 
//在客户端服务器上：
use db_test;
select * from test;		
//客户端会分别向slave1和slave2读取数据，每次只会读取其中之一（轮询显示）；显示的只有在两个从服务器上添加的数据，没有在主服务器上添加的数据
 
insert into test values('4','qianqi','this_is_client');		//只有主服务器上有此数据
 
//在两个从服务器上执行 start slave; 即可实现同步在主服务器上添加的数据
start slave;

//在客户端服务器上