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MySQL主从复制与读写分离

一、案例概述

在实际的生产环境中,如果对数据库的读和写都在同一个数据库服务器中操作,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,一般来说 都是通过主从复制(Master-Slave)来同步数据,再通过读写分离来提升数据库并发负载能力的方案来进行部署与实施

二、MySQL 主从复制原理

MySQL 的主从复制和 MySQL 的读写分离两者有着紧密联系,首先要部署主从复制,
只有主从复制完成了,才能在此基础上进行数据的读写分离。

1、MySQL 支持的复制类型

基于语句的复制(STATEMENT)。在主服务器上执行的 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,效率比较高。
基于行的复制(ROW)。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。
混合类型的复制(MIXED)。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。

2、MySQL主从复制的工作过程

image.png

如上图所示
主MySQL服务器做的增删改,都会写入自己的二进制日志(Binary log),然后从MySQL服务器打开自己的I/O线程连接主服务器,进行读取主服务器的二进制日志,备份写入到从服务器的中继日志(Relay log)当中,然后从服务器打开SQL线程,将中继日志中的数据重放到自己的服务器中,复制完成。

三、MySQL读写分离原理

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。

1、读写分离存在意义

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

2、常见的 MySQL 读写分离分为两种

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:
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。

由于使用MySQL Proxy需要写大量的Lua脚本,这些Lua脚本不是现成的,而需要自己编写,这对于并不熟悉MySQL Proxy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用于数据库的代理层。

四、MySQL主从复制和读写分离实验部署

案例拓扑图
123321.jpg

实验思路
1、客户端访问代理服务器
2、代理服务器写入到主服务器
3、主服务器将增删改写入自己二进制日志
4、从服务器将主服务器的二进制日志同步至自己中继日志
5、从服务器重放中继日志到数据库中
6、客户端读,则代理服务器直接访问从服务器
7、降低负载,起到负载均衡作用

环境配置

主机 操作系统 IP地址 所需工具/软件/安装包
Master CentOS7 192.168.19.17 ntp 、 mysql-boost-5.7.20.tar.gz
Amoeba CentOS7 192.168.19.11 jdk-6u14-linux-x64.bin、amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz
slave CentOS7 192.168.19.18 ntp 、 mysql-boost-5.7.20.tar.gz
slave CentOS7 192.168.19.19 ntp 、 mysql-boost-5.7.20.tar.gz
客户端 CentOS7 192.168.19.26 -----
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

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一、搭建 MySQL 主从复制

1、Mysql主从服务器时间同步

==主服务器设置(192.168.19.17)==

yum -y install ntp

vim /etc/ntp.conf

==末尾添加==

server 127.127.19.0                         #设置本地是时钟源,注意修改网段
fudge 127.127.19.0 stratum 8                    #设置时间层级为8(限制在15内)

service ntpd start

11.png
10.png

==从服务器设置(192.168.19.18)、(192.168.19.19)==

yum -y install ntp ntpdate

service ntpd start
/usr/sbin/ntpdate 192.168.19.17         #进行时间同步,指向Master服务器IP

crontab -e
*/30 * * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.19.17

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2、主服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 1
log-bin=master-bin                          #添加,主服务器开启二进制日志
log-slave-updates=true                      #添加,允许从服务器更新二进制日志

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'myslave'@'192.168.184.%' IDENTIFIED BY '123123';         #给从服务器授权
FLUSH PRIVILEGES;

show master status;

#File 列显示日志名,Fosition 列显示偏移量

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3、从服务器的mysql配置

vim /etc/my.cnf
server-id = 2                       #修改,注意id与Master的不同,两个Slave的id也要不同
relay-log=relay-log-bin                     #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-index=slave-relay-bin.index       #添加,定义中继日志文件的位置和名称

systemctl restart mysqld

mysql -u root -p
change master to master_host='192.168.184.10' , master_user='myslave',master_password='123123',master_log_file='master-bin.000002',master_log_pos=604;
                #配置同步,注意 master_log_file 和 master_log_pos 的值要与Master查询的一致,这里的是例子,每个人的都不一样

start slave;                        #启动同步,如有报错执行 reset slave;
show slave status\G                 #查看 Slave 状态
//确保 IO 和 SQL 线程都是 Yes,代表同步正常。
Slave_IO_Running: Yes               #负责与主机的io通信
Slave_SQL_Running: Yes              #负责自己的slave mysql进程

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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

4、验证主从复制效果

主服务器上进入执行 create database db_test;
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==去从服务器上查看 show databases;==
10.png11.png

二、搭建 MySQL 读写分离

Amoeba(192.168.19.11)

1、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。
将jdk-6u14-linux-x64.bin 和 amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz.0 上传到/opt目录下。

cd /opt/
cp jdk-6u14-linux-x64.bin /usr/local/

cd /usr/local/
chmod +x jdk-6u14-linux-x64.bin 
./jdk-6u14-linux-x64.bin
按空格到最后一行
按yes,按enter

mv jdk1.6.0_14/ /usr/local/jdk1.6

vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.6
export CLASSPATH=$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib
export PATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/bin/:$PATH:$HOME/bin
export AMOEBA_HOME=/usr/local/amoeba
export PATH=$PATH:$AMOEBA_HOME/bin

source /etc/profile
java -version

##安装 Amoeba软件##
mkdir /usr/local/amoeba
tar zxvf /opt/amoeba-mysql-binary-2.2.0.tar.gz -C /usr/local/amoeba/
chmod -R 755 /usr/local/amoeba/
/usr/local/amoeba/bin/amoeba
//如显示amoeba start|stop 说明安装成功

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10.png11.png

==ameba安装包==

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2、配置 Amoeba读写分离,两个 Slave 读负载均衡

grant all on *.* to test@'192.168.184.%' identified by '123.com';

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==amoeba服务器配置amoeba服务==

cp dbServers.xml dbServers.xml.bak

vim dbServers.xml
#修改数据库配置文件

#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行修改
<property name="user">test</property>
#28-30行去掉注释
<property name="password">123.com</property>
#45行修改,设置主服务器的名Master
<dbServer name="master"  parent="abstractServer">
#48行修改,设置主服务器的地址
<property name="ipAddress">192.168.126.11</property>
#52行修改,设置从服务器的名slave1
<dbServer name="slave1"  parent="abstractServer">
#55行修改,设置从服务器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.126.13</property>
#58行复制上面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">192.168.184.14</property>
#65行修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
#71修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>

==30修改==

<property name="user">amoeba</property>

==32修改==

<property name="password">123123</property>

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==115修改==

<property name="defaultPool">master</property>

==117去掉注释–==

<property name="writePool">master</property>
<property name="readPool">slaves</property>

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cp dbServers.xml dbServers.xml.bak

vim dbServers.xml                               #修改数据库配置文件

==23注释掉
作用:默认进入test库 以防mysql中没有test库时,会报错==

<!-- mysql schema 
<property name="schema">test</property>
-->

10.png

#45行修改,设置主服务器的名Master
<dbServer name="master"  parent="abstractServer">
#48行修改,设置主服务器的地址
<property name="ipAddress">192.168.126.11</property>
#52行修改,设置从服务器的名slave1
<dbServer name="slave1"  parent="abstractServer">
#55行修改,设置从服务器1的地址
<property name="ipAddress">192.168.126.13</property>
#58行复制上面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">192.168.184.14</property>
#65行修改
<dbServer name="slaves" virtual="true">
#71修改
<property name="poolNames">slave1,slave2</property>

11.png

==确定配置无误后,可以启动 Amoeba 软件,其默认端口为 tcp 8066==

/usr/local/amoeba/bin/amoeba start&
#启动Amoeba软件,按ctrl+c 返回
netstat -anpt | grep java
#查看8066端口是否开启,默认端口为TCP 8066

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4.4 测试

前往客户端快速装好 MySQL 虚拟客户端,然后通过代理访问 MySQL

yum -y install mysql
#用YUM快速安装MySQL虚拟客户端

mysql -u amoeba -p123123 -h 192.168.126.12 -P8066
#通过代理访问MySQL,IP地址指向amoba
#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

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在 Master 上创建一个表,同步到两个从服务器上

use db_test;
create table test (id int(10),name varchar(10),address varchar(20));

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slave端
然后关闭从服务器的 Slave 功能,从主服务器上同步了表,手动插入数据内容

stop slave;
#关闭同步

use db_test;
insert into test values('1','wangyi','this_is_slave1');

#slave2
insert into test values('2','wanger','this_is_slave2');

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==再回到主服务器上插入其他内容==

insert into test values('3','wangwu','this_is_master');

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测试读操作,前往客户端主机查询结果

use db_test;
select * from test;

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==在客户端上插入一条语句,但是在客户端上查询不到,最终只有在 Master 上才上查看到这条语句内容,说明写操作在 Master 服务器上==

insert into test values('4','qianqi','this_is_client');

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4.5 小结

由此验证,已经实现了 MySQL 读写分离,目前所有的写操作全部在 Master 主服务器上,用来避免数据的不同步
而所有的读操作都分摊给了 Slave 从服务器,用来分担数据库的压力