mysql復(fù)制的原理是什么

今天就跟大家聊聊有關(guān)mysql復(fù)制的原理是什么，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

1 復(fù)制概述

      Mysql內(nèi)建的復(fù)制功能是構(gòu)建大型，高性能應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。將Mysql的數(shù)據(jù)分布到多個(gè)系統(tǒng)上去，這種分布的機(jī)制，是通過將Mysql的某一臺(tái)主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制到其它主機(jī)（slaves）上，并重新執(zhí)行一遍來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)制過程中一個(gè)服務(wù)器充當(dāng)主服務(wù)器，而一個(gè)或多個(gè)其它服務(wù)器充當(dāng)從服務(wù)器。主服務(wù)器將更新寫入二進(jìn)制日志文件，并維護(hù)文件的一個(gè)索引以跟蹤日志循環(huán)。這些日志可以記錄發(fā)送到從服務(wù)器的更新。當(dāng)一個(gè)從服務(wù)器連接主服務(wù)器時(shí)，它通知主服務(wù)器從服務(wù)器在日志中讀取的最后一次成功更新的位置。從服務(wù)器接收從那時(shí)起發(fā)生的任何更新，然后封鎖并等待主服務(wù)器通知新的更新。

請注意當(dāng)你進(jìn)行復(fù)制時(shí)，所有對復(fù)制中的表的更新必須在主服務(wù)器上進(jìn)行。否則，你必須要小心，以避免用戶對主服務(wù)器上的表進(jìn)行的更新與對從服務(wù)器上的表所進(jìn)行的更新之間的沖突。

1.1 mysql支持的復(fù)制類型：

　?。ǎ保夯谡Z句的復(fù)制：  在主服務(wù)器上執(zhí)行的SQL語句，在從服務(wù)器上執(zhí)行同樣的語句。MySQL默認(rèn)采用基于語句的復(fù)制，效率比較高。  
            一旦發(fā)現(xiàn)沒法精確復(fù)制時(shí)，   會(huì)自動(dòng)選著基于行的復(fù)制。    
　?。ǎ玻夯谛械膹?fù)制：把改變的內(nèi)容復(fù)制過去，而不是把命令在從服務(wù)器上執(zhí)行一遍. 從mysql5.0開始支持
　?。ǎ常夯旌项愋偷膹?fù)制: 默認(rèn)采用基于語句的復(fù)制，一旦發(fā)現(xiàn)基于語句的無法精確的復(fù)制時(shí)，就會(huì)采用基于行的復(fù)制。

 1.2 . 復(fù)制解決的問題

         MySQL復(fù)制技術(shù)有以下一些特點(diǎn)：
         (1)    數(shù)據(jù)分布 (Data distribution )
         (2)    負(fù)載平衡(load balancing)
         (3)    備份(Backups) 
         (4)    高可用性和容錯(cuò)行 High availability and failover 

  1.3 復(fù)制如何工作 

        整體上來說，復(fù)制有3個(gè)步驟：   

       (1)    master將改變記錄到二進(jìn)制日志(binary log)中（這些記錄叫做二進(jìn)制日志事件，binary log events）；
       (2)    slave將master的binary log events拷貝到它的中繼日志(relay log)；
        (3)    slave重做中繼日志中的事件，將改變反映它自己的數(shù)據(jù)。

下圖描述了復(fù)制的過程：

          該過程的第一部分就是master記錄二進(jìn)制日志。在每個(gè)事務(wù)更新數(shù)據(jù)完成之前，master在二日志記錄這些改變。MySQL將事務(wù)串行的寫入二進(jìn)制日志，即使事務(wù)中的語句都是交叉執(zhí)行的。在事件寫入二進(jìn)制日志完成后，master通知存儲(chǔ)引擎提交事務(wù)。
       下一步就是slave將master的binary log拷貝到它自己的中繼日志。首先，slave開始一個(gè)工作線程——I/O線程。I/O線程在master上打開一個(gè)普通的連接，然后開始binlog dump process。Binlog dump process從master的二進(jìn)制日志中讀取事件，如果已經(jīng)跟上master，它會(huì)睡眠并等待master產(chǎn)生新的事件。I/O線程將這些事件寫入中繼日志。
       SQL slave thread（SQL從線程）處理該過程的最后一步。SQL線程從中繼日志讀取事件，并重放其中的事件而更新slave的數(shù)據(jù)，使其與master中的數(shù)據(jù)一致。只要該線程與I/O線程保持一致，中繼日志通常會(huì)位于OS的緩存中，所以中繼日志的開銷很小。
        此外，在master中也有一個(gè)工作線程：和其它MySQL的連接一樣，slave在master中打開一個(gè)連接也會(huì)使得master開始一個(gè)線程。復(fù)制過程有一個(gè)很重要的限制——復(fù)制在slave上是串行化的，也就是說master上的并行更新操作不能在slave上并行操作。

 2 .復(fù)制配置

有兩臺(tái)MySQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Master和slave，Master為主服務(wù)器，slave為從服務(wù)器，初始狀態(tài)時(shí)，Master和slave中的數(shù)據(jù)信息相同，當(dāng)Master中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，slave也跟著發(fā)生相應(yīng)的變化，使得master和slave的數(shù)據(jù)信息同步，達(dá)到備份的目的。

要點(diǎn)：
負(fù)責(zé)在主、從服務(wù)器傳輸各種修改動(dòng)作的媒介是主服務(wù)器的二進(jìn)制變更日志，這個(gè)日志記載著需要傳輸給從服務(wù)器的各種修改動(dòng)作。因此，主服務(wù)器必須激活二進(jìn)制日志功能。從服務(wù)器必須具備足以讓它連接主服務(wù)器并請求主服務(wù)器把二進(jìn)制變更日志傳輸給它的權(quán)限。
        
環(huán)境：
Master和slave的MySQL數(shù)據(jù)庫版本同為5.0.18
操作系統(tǒng)：unbuntu 11.10
IP地址：10.100.0.100

2.1、創(chuàng)建復(fù)制帳號(hào)

1、在Master的數(shù)據(jù)庫中建立一個(gè)備份帳戶：每個(gè)slave使用標(biāo)準(zhǔn)的MySQL用戶名和密碼連接master。進(jìn)行復(fù)制操作的用戶會(huì)授予REPLICATION SLAVE權(quán)限。用戶名的密碼都會(huì)存儲(chǔ)在文本文件master.info中

命令如下：
mysql > GRANT REPLICATION SLAVE,RELOAD,SUPER ON *.* 
TO backup@’10.100.0.200’ 
IDENTIFIED BY ‘1234’;

建立一個(gè)帳戶backup，并且只能允許從10.100.0.200這個(gè)地址上來登陸，密碼是1234。

(如果因?yàn)閙ysql版本新舊密碼算法不同，可以設(shè)置：set password for 'backup'@'10.100.0.200'=old_password('1234')）

2.2、拷貝數(shù)據(jù)

（假如是你完全新安裝mysql主從服務(wù)器，這個(gè)一步就不需要。因?yàn)樾掳惭b的master和slave有相同的數(shù)據(jù)）

關(guān)停Master服務(wù)器，將Master中的數(shù)據(jù)拷貝到B服務(wù)器中，使得Master和slave中的數(shù)據(jù)同步，并且確保在全部設(shè)置操作結(jié)束前，禁止在Master和slave服務(wù)器中進(jìn)行寫操作，使得兩數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一定要相同！

2.3、配置master

接下來對master進(jìn)行配置，包括打開二進(jìn)制日志，指定唯一的servr ID。例如，在配置文件加入如下值：

server-id=1
log-bin=mysql-bin

server-id：為主服務(wù)器A的ID值
log-bin：二進(jìn)制變更日值

重啟master，運(yùn)行SHOW MASTER STATUS，輸出如下：

2.4、配置slave

Slave的配置與master類似，你同樣需要重啟slave的MySQL。如下：
log_bin           = mysql-bin
server_id         = 2
relay_log         = mysql-relay-bin
log_slave_updates = 1
read_only         = 1
server_id是必須的，而且唯一。slave沒有必要開啟二進(jìn)制日志，但是在一些情況下，必須設(shè)置，例如，如果slave為其它slave的master，必須設(shè)置bin_log。在這里，我們開啟了二進(jìn)制日志，而且顯示的命名(默認(rèn)名稱為hostname，但是，如果hostname改變則會(huì)出現(xiàn)問題)。
relay_log配置中繼日志，log_slave_updates表示slave將復(fù)制事件寫進(jìn)自己的二進(jìn)制日志(后面會(huì)看到它的用處)。
有些人開啟了slave的二進(jìn)制日志，卻沒有設(shè)置log_slave_updates，然后查看slave的數(shù)據(jù)是否改變，這是一種錯(cuò)誤的配置。所以，盡量使用read_only，它防止改變數(shù)據(jù)(除了特殊的線程)。但是，read_only并是很實(shí)用，特別是那些需要在slave上創(chuàng)建表的應(yīng)用。

2.5、啟動(dòng)slave

接下來就是讓slave連接master，并開始重做master二進(jìn)制日志中的事件。你不應(yīng)該用配置文件進(jìn)行該操作，而應(yīng)該使用CHANGE MASTER TO語句，該語句可以完全取代對配置文件的修改，而且它可以為slave指定不同的master，而不需要停止服務(wù)器。如下：

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='server1',

    ->
MASTER_USER='repl',

    ->
MASTER_PASSWORD='p4ssword',

    ->
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',

    -> MASTER_LOG_POS=0;

MASTER_LOG_POS的值為0，因?yàn)樗侨罩镜拈_始位置。

你可以用SHOW SLAVE STATUS語句查看slave的設(shè)置是否正確：

mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

*************************** 1. row ***************************

             Slave_IO_State:

                Master_Host: server1

                Master_User: repl

                Master_Port: 3306

              Connect_Retry: 60

            Master_Log_File: mysql-bin.000001

        Read_Master_Log_Pos: 4

             Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000001

              Relay_Log_Pos: 4

      Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001

           Slave_IO_Running: No

          Slave_SQL_Running: No

                             ...omitted...

      Seconds_Behind_Master: NULL

Slave_IO_State, Slave_IO_Running, 和Slave_SQL_Running是No

表明slave還沒有開始復(fù)制過程。日志的位置為4而不是0，這是因?yàn)?只是日志文件的開始位置，并不是日志位置。實(shí)際上，MySQL知道的第一個(gè)事件的位置是4。

為了開始復(fù)制，你可以運(yùn)行：

mysql> START SLAVE;

運(yùn)行SHOW
SLAVE STATUS查看輸出結(jié)果：

mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

*************************** 1. row ***************************

             Slave_IO_State: Waiting for master to send event

                Master_Host: server1

                Master_User: repl

                Master_Port: 3306

              Connect_Retry: 60

            Master_Log_File: mysql-bin.000001

        Read_Master_Log_Pos: 164

             Relay_Log_File: mysql-relay-bin.000001

              Relay_Log_Pos: 164

      Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001

           Slave_IO_Running: Yes

          Slave_SQL_Running: Yes

                             ...omitted...

      Seconds_Behind_Master: 0

在這里主要是看:
                   Slave_IO_Running=Yes
                   Slave_SQL_Running=Yes

slave的I/O和SQL線程都已經(jīng)開始運(yùn)行，而且Seconds_Behind_Master不再是NULL。日志的位置增加了，意味著一些事件被獲取并執(zhí)行了。如果你在master上進(jìn)行修改，你可以在slave上看到各種日志文件的位置的變化，同樣，你也可以看到數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的變化。

你可查看master和slave上線程的狀態(tài)。在master上，你可以看到slave的I/O線程創(chuàng)建的連接：

在master上輸入show processlist\G;

行2為處理slave的I/O線程的連接。

在slave服務(wù)器上運(yùn)行該語句：

行1為I/O線程狀態(tài)，行2為SQL線程狀態(tài)。

2.5、添加新slave服務(wù)器

假如master已經(jīng)運(yùn)行很久了，想對新安裝的slave進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，甚至它沒有master的數(shù)據(jù)。

此時(shí)，有幾種方法可以使slave從另一個(gè)服務(wù)開始，例如，從master拷貝數(shù)據(jù)，從另一個(gè)slave克隆，從最近的備份開始一個(gè)slave。Slave與master同步時(shí)，需要三樣?xùn)|西：

(1)master的某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)快照；

(2)master當(dāng)前的日志文件、以及生成快照時(shí)的字節(jié)偏移。這兩個(gè)值可以叫做日志文件坐標(biāo)(log file coordinate)，因?yàn)樗鼈兇_定了一個(gè)二進(jìn)制日志的位置，你可以用SHOW MASTER STATUS命令找到日志文件的坐標(biāo)；

(3)master的二進(jìn)制日志文件。


可以通過以下幾中方法來克隆一個(gè)slave：

(1)    冷拷貝(cold copy)

停止master，將master的文件拷貝到slave；然后重啟master。缺點(diǎn)很明顯。

(2)    熱拷貝(warm copy)

如果你僅使用MyISAM表，你可以使用mysqlhotcopy拷貝，即使服務(wù)器正在運(yùn)行。

(3)    使用mysqldump

使用mysqldump來得到一個(gè)數(shù)據(jù)快照可分為以下幾步：

<1>鎖表：如果你還沒有鎖表，你應(yīng)該對表加鎖，防止其它連接修改數(shù)據(jù)庫，否則，你得到的數(shù)據(jù)可以是不一致的。如下：

mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

<2>在另一個(gè)連接用mysqldump創(chuàng)建一個(gè)你想進(jìn)行復(fù)制的數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)：

shell> mysqldump --all-databases --lock-all-tables >dbdump.db

<3>對表釋放鎖。

mysql> UNLOCK TABLES;

3、深入了解復(fù)制

已經(jīng)討論了關(guān)于復(fù)制的一些基本東西，下面深入討論一下復(fù)制。

3.1、基于語句的復(fù)制(Statement-Based Replication)

     MySQL 5.0及之前的版本僅支持基于語句的復(fù)制（也叫做邏輯復(fù)制，logical replication），這在數(shù)據(jù)庫并不常見。master記錄下改變數(shù)據(jù)的查詢，然后，slave從中繼日志中讀取事件，并執(zhí)行它，這些SQL語句與master執(zhí)行的語句一樣。

這種方式的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)簡單。此外，基于語句的復(fù)制的二進(jìn)制日志可以很好的進(jìn)行壓縮，而且日志的數(shù)據(jù)量也較小，占用帶寬少——例如，一個(gè)更新GB的數(shù)據(jù)的查詢僅需要幾十個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制日志。而mysqlbinlog對于基于語句的日志處理十分方便。

 

      但是，基于語句的復(fù)制并不是像它看起來那么簡單，因?yàn)橐恍┎樵冋Z句依賴于master的特定條件，例如，master與slave可能有不同的時(shí)間。所以，MySQL的二進(jìn)制日志的格式不僅僅是查詢語句，還包括一些元數(shù)據(jù)信息，例如，當(dāng)前的時(shí)間戳。即使如此，還是有一些語句，比如，CURRENT USER函數(shù)，不能正確的進(jìn)行復(fù)制。此外，存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器也是一個(gè)問題。

     另外一個(gè)問題就是基于語句的復(fù)制必須是串行化的。這要求大量特殊的代碼，配置，例如InnoDB的next-key鎖等。并不是所有的存儲(chǔ)引擎都支持基于語句的復(fù)制。

3.2、基于記錄的復(fù)制(Row-Based Replication)

      MySQL增加基于記錄的復(fù)制，在二進(jìn)制日志中記錄下實(shí)際數(shù)據(jù)的改變，這與其它一些DBMS的實(shí)現(xiàn)方式類似。這種方式有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)就是可以對任何語句都能正確工作，一些語句的效率更高。主要的缺點(diǎn)就是二進(jìn)制日志可能會(huì)很大，而且不直觀，所以，你不能使用mysqlbinlog來查看二進(jìn)制日志。

對于一些語句，基于記錄的復(fù)制能夠更有效的工作，如：

mysql> INSERT INTO summary_table(col1, col2, sum_col3)

    -> SELECT col1, col2, sum(col3)

    -> FROM enormous_table

    -> GROUP BY col1, col2;

     假設(shè)，只有三種唯一的col1和col2的組合，但是，該查詢會(huì)掃描原表的許多行，卻僅返回三條記錄。此時(shí)，基于記錄的復(fù)制效率更高。

    另一方面，下面的語句，基于語句的復(fù)制更有效：

 mysql> UPDATE enormous_table SET col1 = 0;

此時(shí)使用基于記錄的復(fù)制代價(jià)會(huì)非常高。由于兩種方式不能對所有情況都能很好的處理，所以，MySQL 5.1支持在基于語句的復(fù)制和基于記錄的復(fù)制之前動(dòng)態(tài)交換。你可以通過設(shè)置session變量binlog_format來進(jìn)行控制。

3.3、復(fù)制相關(guān)的文件

除了二進(jìn)制日志和中繼日志文件外，還有其它一些與復(fù)制相關(guān)的文件。如下：

(1)mysql-bin.index

服務(wù)器一旦開啟二進(jìn)制日志，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與二日志文件同名，但是以.index結(jié)尾的文件。它用于跟蹤磁盤上存在哪些二進(jìn)制日志文件。MySQL用它來定位二進(jìn)制日志文件。它的內(nèi)容如下(我的機(jī)器上)：

 (2)mysql-relay-bin.index

該文件的功能與mysql-bin.index類似，但是它是針對中繼日志，而不是二進(jìn)制日志。內(nèi)容如下：

.\mysql-02-relay-bin.000017

.\mysql-02-relay-bin.000018

(3)master.info

保存master的相關(guān)信息。不要?jiǎng)h除它，否則，slave重啟后不能連接master。內(nèi)容如下(我的機(jī)器上)：

 I/O線程更新master.info文件，內(nèi)容如下(我的機(jī)器上)：

 (4)relay-log.info 

包含slave中當(dāng)前二進(jìn)制日志和中繼日志的信息。

3.4、發(fā)送復(fù)制事件到其它slave

當(dāng)設(shè)置log_slave_updates時(shí)，你可以讓slave扮演其它slave的master。此時(shí)，slave把SQL線程執(zhí)行的事件寫進(jìn)行自己的二進(jìn)制日志(binary log)，然后，它的slave可以獲取這些事件并執(zhí)行它。如下：

3.5、復(fù)制過濾(Replication Filters)

復(fù)制過濾可以讓你只復(fù)制服務(wù)器中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，有兩種復(fù)制過濾：在master上過濾二進(jìn)制日志中的事件；在slave上過濾中繼日志中的事件。如下：

4、復(fù)制的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

復(fù)制的體系結(jié)構(gòu)有以下一些基本原則：

(1)    每個(gè)slave只能有一個(gè)master；

(2)    每個(gè)slave只能有一個(gè)唯一的服務(wù)器ID；

(3)    每個(gè)master可以有很多slave；

(4)    如果你設(shè)置log_slave_updates，slave可以是其它slave的master，從而擴(kuò)散master的更新。

MySQL不支持多主服務(wù)器復(fù)制(Multimaster Replication)——即一個(gè)slave可以有多個(gè)master。但是，通過一些簡單的組合，我們卻可以建立靈活而強(qiáng)大的復(fù)制體系結(jié)構(gòu)。

4.1、單一master和多slave

由一個(gè)master和一個(gè)slave組成復(fù)制系統(tǒng)是最簡單的情況。Slave之間并不相互通信，只能與master進(jìn)行通信。如下：


 如果寫操作較少，而讀操作很時(shí)，可以采取這種結(jié)構(gòu)。你可以將讀操作分布到其它的slave，從而減小master的壓力。但是，當(dāng)slave增加到一定數(shù)量時(shí)，slave對master的負(fù)載以及網(wǎng)絡(luò)帶寬都會(huì)成為一個(gè)嚴(yán)重的問題。

這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是，它卻非常靈活，足夠滿足大多數(shù)應(yīng)用需求。一些建議：

(1)    不同的slave扮演不同的作用(例如使用不同的索引，或者不同的存儲(chǔ)引擎)；

(2)    用一個(gè)slave作為備用master，只進(jìn)行復(fù)制；

(3)    用一個(gè)遠(yuǎn)程的slave，用于災(zāi)難恢復(fù)；

4.2、主動(dòng)模式的Master-Master(Master-Master in Active-Active Mode)

Master-Master復(fù)制的兩臺(tái)服務(wù)器，既是master，又是另一臺(tái)服務(wù)器的slave。如圖：

主動(dòng)的Master-Master復(fù)制有一些特殊的用處。例如，地理上分布的兩個(gè)部分都需要自己的可寫的數(shù)據(jù)副本。這種結(jié)構(gòu)最大的問題就是更新沖突。假設(shè)一個(gè)表只有一行(一列)的數(shù)據(jù)，其值為1，如果兩個(gè)服務(wù)器分別同時(shí)執(zhí)行如下語句：

在第一個(gè)服務(wù)器上執(zhí)行：

mysql> UPDATE tbl SET col=col + 1;

在第二個(gè)服務(wù)器上執(zhí)行：

mysql> UPDATE tbl SET col=col * 2;

那么結(jié)果是多少呢？一臺(tái)服務(wù)器是4，另一個(gè)服務(wù)器是3，但是，這并不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。

實(shí)際上，MySQL并不支持其它一些DBMS支持的多主服務(wù)器復(fù)制(Multimaster Replication)，這是MySQL的復(fù)制功能很大的一個(gè)限制(多主服務(wù)器的難點(diǎn)在于解決更新沖突)，但是，如果你實(shí)在有這種需求，你可以采用MySQL Cluster，以及將Cluster和Replication結(jié)合起來，可以建立強(qiáng)大的高性能的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。但是，可以通過其它一些方式來模擬這種多主服務(wù)器的復(fù)制。

4.3、主動(dòng)-被動(dòng)模式的Master-Master(Master-Master in Active-Passive Mode)

這是master-master結(jié)構(gòu)變化而來的，它避免了M-M的缺點(diǎn)，實(shí)際上，這是一種具有容錯(cuò)和高可用性的系統(tǒng)。它的不同點(diǎn)在于其中一個(gè)服務(wù)只能進(jìn)行只讀操作。如圖：

 4.4、帶從服務(wù)器的Master-Master結(jié)構(gòu)(Master-Master with Slaves)

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是提供了冗余。在地理上分布的復(fù)制結(jié)構(gòu)，它不存在單一節(jié)點(diǎn)故障問題，而且還可以將讀密集型的請求放到slave上。

看完上述內(nèi)容，你們對mysql復(fù)制的原理是什么有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。