MySQL主从复制与读写分离

目录

一、概述

1.什么是读写分离

2.为什么要读写分离

3.什么时候要读写分离

4.主从复制与读写分离

二、MySQL支持的复制类型

三、主从复制的工作过程

四、主从复制的同步模式

异步复制（Asynchronous replication）

五、MySQL读写分离原理

六、常见MySQL读写分离实现

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一、概述

1.什么是读写分离

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。

2.为什么要读写分离

因为数据库的“写”（写1w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1w条数据肯能只要5秒钟）。

所以读写分离解决的是，数据库的写入影响了查询的效率。

3.什么时候要读写分离

数据库不一定要读写分离，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。

4.主从复制与读写分离

在实际的生产环境中，对数据库的读和写都是在同一个数据库服务器中，是不能满足实际需求的。无论是在安全性、高可用性还是高并发等各个方面都是完全不能满足实际需求的。因此，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rysnc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。

二、MySQL支持的复制类型

• 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豫剧，执行效率高。
• 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。MySQL 5.7.7之后，binlog的存储格式默认 ROW。
• 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。

三、主从复制的工作过程

1. Master节点将数据改变记录成二进制日志（bin log），当Master上的数据发生改变时，则将其改变写入二进制日志中。
2. Slave节点会在一定时间间隔内对Master的二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变，则开始一个I/O线程请求Master的二进制事件。
3. 同时Master节点为每个I/O线程启动一个dump线程，用于向其发送二进制事件，并保存至Slave节点本地的中级日志（Realy log）中，Slave节点将启动SQL线程从中继日志中读取二进制日志，在本地重放，即解析成sql语句逐一执行，使得其数据和Master节点保持一致，，最后I/O线程和SQL线程将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒。

注：

• 中继日志通常会位于 OS 缓存中，所以中继日志的开销很小。
• 复制过程有一个很重要的限制，即复制在 Slave上是串行化的，也就是说 Master上的并行更新操作不能在 Slave上并行操作。

四、主从复制的同步模式

异步复制（Asynchronous replication）

MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，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（Fully synchronous replication）

指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

半同步复制（Semisynchronous replication）

介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制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。

五、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的事务性操作导致的变更同步到集群中的从数据库。

六、常见MySQL读写分离实现

目前较为常见的 MySQL 读写分离分为以下两种：

• 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。

• 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。

MySQL-Proxy。MySQL-Proxy 为 MySQL 开源项目，通过其自带的 lua 脚本进行SQL 判断。

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十亿条。支持事物以及存储过程。

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。

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MySql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。