本篇內(nèi)容主要講解“如何搞懂MySQL主從同步”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“如何搞懂MySql主從同步”吧!

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MySql主從同步概述

MySQL主從同步，即MySQL Replication，可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)從一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器同步到多臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。MySQL數(shù)據(jù)庫自帶主從同步功能，經(jīng)過配置，可以實(shí)現(xiàn)基于庫、表結(jié)構(gòu)的多種方案的主從同步。

redis是一種高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，但不是今天的主角；MySQL是基于磁盤文件的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，相比于Redis來說，讀取速度會(huì)慢一些，但是功能強(qiáng)大，可以用于存儲(chǔ)持久化的數(shù)據(jù)。在實(shí)際工作中，我們常將Redis作為緩存與MySQL配合來使用，當(dāng)有數(shù)據(jù)訪問請求的時(shí)候，首先會(huì)從緩存中進(jìn)行查找，如果存在就直接取出，如果不存在再訪問數(shù)據(jù)庫，這樣就提升了讀取的效率，也減少了后端數(shù)據(jù)庫的訪問壓力。使用Redis這種緩存架構(gòu)是高并發(fā)架構(gòu)中非常重要的一環(huán)。

隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長，數(shù)據(jù)庫的壓力會(huì)不斷變大，緩存的頻繁變更也強(qiáng)依賴于數(shù)據(jù)的查詢結(jié)果，導(dǎo)致數(shù)據(jù)查詢效率低，負(fù)載很高，連接過多等問題。對于電商場景來說，往往存在很多典型的讀多寫少場景，我們可以對MySQL做主從架構(gòu)并且進(jìn)行讀寫分離，讓主服務(wù)器（Master）處理寫請求，從服務(wù)器（Slave）處理讀請求，這樣可以進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)庫的并發(fā)處理能力。如下圖：

上圖中，可以看到，我們增加了2個(gè)從庫，這2個(gè)從庫可以一起抗下大量的讀請求，分擔(dān)主庫壓力。從庫會(huì)通過主從復(fù)制，從主庫中不斷的同步數(shù)據(jù)，以此來保證從庫的數(shù)據(jù)和主庫數(shù)據(jù)的一致。

接下來，我們看看主從同步有哪些作用，以及主從同步具體是怎么實(shí)現(xiàn)的。

主從同步的作用

一般來說，不是所有的系統(tǒng)都需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行主從架構(gòu)的設(shè)計(jì)，因?yàn)榧軜?gòu)本身是有一定成本的，如果我們的目的在于提升數(shù)據(jù)庫高并發(fā)訪問的效率，那么我們首先應(yīng)該優(yōu)化SQL語句及索引，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的最大性能；其次是采用緩存的策略，如使用Redis、MongoDB等緩存工具，通過其高性能的優(yōu)勢把數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，提升讀取的效率，最后才是對數(shù)據(jù)庫采用主從架構(gòu)，進(jìn)行讀寫分離。系統(tǒng)的使用和維護(hù)成本是根據(jù)架構(gòu)的升級逐漸升高的。

言歸正傳，主從同步不僅可以提升數(shù)據(jù)庫的吞吐量，還有以下三個(gè)方面的作用：

1 讀寫分離

我們可以通過主從復(fù)制的方式來同步數(shù)據(jù)，然后通過讀寫分離提升數(shù)據(jù)庫的并發(fā)處理能力。簡單來說就是我們的數(shù)據(jù)被放在了多個(gè)數(shù)據(jù)庫中，其中一個(gè)是Master主庫，其余的是Slave從庫。當(dāng)主庫數(shù)據(jù)變化時(shí)，會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)同步到從庫中，而我們程序可以從從庫讀取數(shù)據(jù)，也就是采用讀寫分離的方式。電商的應(yīng)用往往是“讀多寫少”，采用讀寫分離就實(shí)現(xiàn)了更高的并發(fā)訪問。原本所有的讀寫壓力都由一臺(tái)服務(wù)器承擔(dān)，現(xiàn)在有多個(gè)服務(wù)器共同處理讀請求，減少了對主庫的壓力。另外還可以對從服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡，讓不同的讀請求按照策略均勻的分配到不同的從服務(wù)器中，讓讀取更加順暢。讀取順暢的另一個(gè)原因，就是減少了鎖表的影響，比如我們讓主庫負(fù)責(zé)寫，當(dāng)主庫出現(xiàn)寫鎖的時(shí)候，不會(huì)影響到從庫的查詢操作。

2 數(shù)據(jù)備份

主從同步也相當(dāng)于是一種數(shù)據(jù)熱備份機(jī)制，在主庫正常運(yùn)行下進(jìn)行備份，不影響提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

3 高可用性

數(shù)據(jù)備份實(shí)際就是一種冗余的機(jī)制，通過這種冗余的方式可以換取數(shù)據(jù)庫的高可用性，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障、宕機(jī)等無可用的情況下，可以迅速進(jìn)行故障切換，讓從庫充當(dāng)主庫，保障服務(wù)正常運(yùn)行。大家可以了解下電商系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫高可用SLA指標(biāo)。

主從同步的原理

說到主從同步的原理，我們就需要了解在數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)重要日志文件，就是Binlog二進(jìn)制文件，它記錄了對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新的事件，事實(shí)上主從同步的原理就是基于Binlog進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的。

在主從復(fù)制的過程中，會(huì)基于三個(gè)線程來操作，一個(gè)是binlog dump線程，位于master節(jié)點(diǎn)上，另外兩個(gè)線程分別是I/O線程和SQL線程，它們都分別位于slave節(jié)點(diǎn)上，如下圖：

結(jié)合以上圖片，我們一起來了解主從復(fù)制的核心流程：

1. 當(dāng)master節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)寫請求時(shí)，這個(gè)寫請求可能是增刪改操作，此時(shí)會(huì)把寫請求的更新操作都記錄到binlog日志中。

2. master節(jié)點(diǎn)會(huì)把數(shù)據(jù)復(fù)制給slave節(jié)點(diǎn)，如圖中的slave01節(jié)點(diǎn)和slave02節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過程，首先得要每個(gè)slave節(jié)點(diǎn)連接到master節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)slave節(jié)點(diǎn)連接到master節(jié)點(diǎn)上時(shí)，master節(jié)點(diǎn)會(huì)為每一個(gè)slave節(jié)點(diǎn)分別創(chuàng)建一個(gè)binlog dump線程，用于向各個(gè)slave節(jié)點(diǎn)發(fā)送binlog日志。

3. binlog dump線程會(huì)讀取master節(jié)點(diǎn)上的binlog日志，然后將binlog日志發(fā)送給slave節(jié)點(diǎn)上的I/O線程。當(dāng)主庫讀取事件的時(shí)候，會(huì)在Binglog上加鎖，讀取完成之后，再將鎖釋放掉。

4. slave節(jié)點(diǎn)上的I/O線程接收到binlog日志后，會(huì)將binlog日志先寫入到本地的relaylog中，relaylog中就保存了binlog日志。

5. slave節(jié)點(diǎn)上的SQL線程，會(huì)來讀取relaylog中的binlog日志，將其解析成具體的增刪改操作，把這些在master節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行過的操作，重新在slave節(jié)點(diǎn)上也重做一遍，達(dá)到數(shù)據(jù)還原的效果，這樣就可以保證master節(jié)點(diǎn)和slave節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性了。

主從同步的數(shù)據(jù)內(nèi)容其實(shí)是二進(jìn)制日志（Binlog），它雖然叫二進(jìn)制日志，實(shí)際上存儲(chǔ)的是一個(gè)又一個(gè)的事件（Event），這些事件分別對應(yīng)著數(shù)據(jù)庫的更新操作，比如INSERT、UPDATE、DELETE等。

另外我們還需要注意的是，不是所有版本的MySQL都默認(rèn)開啟了服務(wù)器的二進(jìn)制日志，在進(jìn)行主從同步的時(shí)候，我們需要先檢查服務(wù)器是否已經(jīng)開啟了二進(jìn)制日志。

二進(jìn)制日志，它是一個(gè)文件，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中就一定會(huì)存在一些延遲，比如200ms，這樣就可能造成用戶在從庫上讀取的數(shù)據(jù)不是最新的數(shù)據(jù)，也就會(huì)造成主從同步中的數(shù)據(jù)不一致的情況發(fā)生。比如我們對一條記錄進(jìn)行更新，這個(gè)操作是在主庫上完成的，而在很短的時(shí)間內(nèi)，比如100ms，又對同一個(gè)記錄進(jìn)行讀取，這時(shí)候從庫還沒有完成數(shù)據(jù)的同步，那么，我們通過從庫讀取到的數(shù)據(jù)就是一條舊的數(shù)據(jù)。這種情況下該怎么辦呢？

如何解決主從同步的數(shù)據(jù)一致性問題

可以想象下，如果我們想要操作的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，那么對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的時(shí)候，可以對記錄進(jìn)行加寫鎖，這樣在讀取的時(shí)候就不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)不一致的情況了。但這時(shí)從庫的作用就是備份數(shù)據(jù)，沒有做到讀寫分離，分擔(dān)主庫的壓力。

因此我們還需要想辦法，在進(jìn)行讀寫分離的時(shí)候，解決主從同步中數(shù)據(jù)不一致的問題，也就是解決主從之間數(shù)據(jù)復(fù)制方式的問題，如果按照數(shù)據(jù)一致性從弱到強(qiáng)來進(jìn)行劃分，有以下三種復(fù)制方式。

1 全同步復(fù)制

首先，全同步復(fù)制，就是當(dāng)主庫執(zhí)行完一個(gè)事務(wù)之后，要求所有的從庫也都必須執(zhí)行完該事務(wù)，才可以返回處理結(jié)果給客戶端；因此，雖然全同步復(fù)制數(shù)據(jù)一致性得到保證了，但是主庫完成一個(gè)事物需要等待所有從庫也完成，性能就比較低了。如下圖：

2 異步復(fù)制

而異步復(fù)制，就是當(dāng)主庫提交事物后，會(huì)通知binlog dump線程發(fā)送binlog日志給從庫，一旦binlog dump線程將binlog日志發(fā)送給從庫之后，不需要等到從庫也同步完成事務(wù)，主庫就會(huì)將處理結(jié)果返回給客戶端。

因?yàn)橹鲙熘还茏约簣?zhí)行完事務(wù)，就可以將處理結(jié)果返回給客戶端，而不用關(guān)心從庫是否執(zhí)行完事務(wù)，這就可能導(dǎo)致短暫的主從數(shù)據(jù)不一致的問題了，比如剛在主庫插入的新數(shù)據(jù)，如果馬上在從庫查詢，就可能查詢不到。

而且，當(dāng)主庫提交事物后，如果宕機(jī)掛掉了，此時(shí)可能binlog還沒來得及同步給從庫，這時(shí)候如果為了恢復(fù)故障切換主從節(jié)點(diǎn)的話，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題，所以異步復(fù)制雖然性能高，但數(shù)據(jù)一致性上是最弱的。

mysql主從復(fù)制，默認(rèn)采用的就是異步復(fù)制這種復(fù)制策略。

3 半同步復(fù)制

MySQL5.5版本之后開始支持半同步復(fù)制的方式。原理是在客戶端提交COMMIT之后不直接將結(jié)果返回給客戶端，而是等待至少有一個(gè)從庫收到了Binlog，并且寫入到中繼日志中，再返回給客戶端。這樣做的好處就是提高了數(shù)據(jù)的一致性，當(dāng)然相比于異步復(fù)制來說，至少多增加了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接的延遲，降低了主庫寫的效率。

在MySQL5.7版本中還增加了一個(gè)rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count參數(shù)，我們可以對需要響應(yīng)的從庫數(shù)量進(jìn)行設(shè)置，默認(rèn)為1，也就是說只要有一個(gè)從庫進(jìn)行了響應(yīng)，就可以返回給客戶端。如果將這個(gè)參數(shù)調(diào)大，可以提升數(shù)據(jù)一致性的強(qiáng)度，但也會(huì)增加主庫等待從庫響應(yīng)的時(shí)間。

但是，半同步復(fù)制也存在以下幾個(gè)問題：

• 半同步復(fù)制的性能，相比異步復(fù)制而言有所下降，相比于異步復(fù)制是不需要等待任何從庫是否接收到數(shù)據(jù)的響應(yīng)，而半同步復(fù)制則需要等待至少一個(gè)從庫確認(rèn)接收到binlog日志的響應(yīng)，性能上是損耗更大的。

• 主庫等待從庫響應(yīng)的最大時(shí)長是可以配置的，如果超過了配置的時(shí)間，半同步復(fù)制就會(huì)變成異步復(fù)制，那么，異步復(fù)制的問題同樣也就會(huì)出現(xiàn)了。

• 在MySQL 5.7.2之前的版本中，半同步復(fù)制存在著幻讀問題的。

當(dāng)主庫成功提交事物并處于等待從庫確認(rèn)的過程中，這個(gè)時(shí)候，從庫都還沒來得及返回處理結(jié)果給客戶端，但因?yàn)橹鲙齑鎯?chǔ)引擎內(nèi)部已經(jīng)提交事務(wù)了，所以，其他客戶端是可以到從主庫中讀到數(shù)據(jù)的。

但是，如果下一秒主庫突然掛了，此時(shí)正好下一次請求過來，因?yàn)橹鲙鞉炝?，就只能把請求切換到從庫中，因?yàn)閺膸爝€沒從主庫同步完數(shù)據(jù)，所以，從庫中當(dāng)然就讀不到這條數(shù)據(jù)了，和上一秒讀取數(shù)據(jù)的結(jié)果對比，就造成了幻讀的現(xiàn)象了。

4 增強(qiáng)半同步復(fù)制

增強(qiáng)半同步復(fù)制，是mysql 5.7.2后的版本對半同步復(fù)制做的一個(gè)改進(jìn)，原理上幾乎是一樣的，主要是解決幻讀的問題。

主庫配置了參數(shù) rpl_semi_sync_master_wait_point = AFTER_SYNC 后，主庫在存儲(chǔ)引擎提交事務(wù)前，必須先收到從庫數(shù)據(jù)同步完成的確認(rèn)信息后，才能提交事務(wù)，以此來解決幻讀問題。參考下圖：

到此，相信大家對“如何搞懂MySql主從同步”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！