MySQL中怎么實(shí)現(xiàn)異步復(fù)制

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一、MYSQL復(fù)制架構(gòu)衍生史

在2000年，MySQL  3.23.15版本引入了Replication。Replication作為一種準(zhǔn)實(shí)時(shí)同步方式，得到廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)候的Replicaton的實(shí)現(xiàn)涉及到兩個(gè)線程，一個(gè)在Master，一個(gè)在Slave。Slave的I/O和SQL功能是作為一個(gè)線程，從Master獲取到event后直接apply，沒有relay  log。這種方式使得讀取event的速度會被Slave replay速度拖慢，當(dāng)主備存在較大延遲時(shí)候，會導(dǎo)致大量binary  log沒有備份到Slave端。

在2002年，MySQL 4.0.2版本將Slave端event讀取和執(zhí)行獨(dú)立成兩個(gè)線程(IO線程和SQL線程)，同時(shí)引入了relay  log。IO線程讀取event后寫入relay log，SQL線程從relay  log中讀取event然后執(zhí)行。這樣即使SQL線程執(zhí)行慢，Master的binary  log也會盡可能的同步到Slave。當(dāng)Master宕機(jī)，切換到Slave，不會出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)丟失。

在2010年MySQL  5.5版本之前，一直采用的是這種異步復(fù)制的方式。主庫的事務(wù)執(zhí)行不會管備庫的同步進(jìn)度，如果備庫落后，主庫不幸crash，那么就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。于是在MySQL在5.5中就順其自然地引入了半同步復(fù)制，主庫在應(yīng)答客戶端提交的事務(wù)前需要保證至少一個(gè)從庫接收并寫到relay  log中。

在2016年，MySQL在5.7.17中引入了一個(gè)全新的技術(shù)，稱之為InnoDB Group Replication。目前官方MySQL  5.7.17基于Group replication的全同步技術(shù)已經(jīng)問世，全同步技術(shù)帶來了更多的數(shù)據(jù)一致性保障。

下圖對應(yīng)MySQL幾種復(fù)制類型，分別是異步、半同步、全同步

二、異步復(fù)制(Asynchronous replication)

1. 邏輯上

MySQL默認(rèn)的復(fù)制即是異步的，主庫在執(zhí)行完客戶端提交的事務(wù)后會立即將結(jié)果返給給客戶端，并不關(guān)心從庫是否已經(jīng)接收并處理，這樣就會有一個(gè)問題，主如果crash掉了，此時(shí)主上已經(jīng)提交的事務(wù)可能并沒有傳到從庫上，如果此時(shí)，強(qiáng)行將從提升為主，可能導(dǎo)致新主上的數(shù)據(jù)不完整。

2. 技術(shù)上

主庫將事務(wù) Binlog 事件寫入到 Binlog 文件中，此時(shí)主庫只會通知一下 Dump 線程發(fā)送這些新的  Binlog，然后主庫就會繼續(xù)處理提交操作，而此時(shí)不會保證這些 Binlog 傳到任何一個(gè)從庫節(jié)點(diǎn)上。

3. 原理圖

(1) 在Slave 服務(wù)器上執(zhí)行sart slave命令開啟主從復(fù)制開關(guān)，開始進(jìn)行主從復(fù)制。

(2) 此時(shí)，Slave服務(wù)器的IO線程會通過在master上已經(jīng)授權(quán)的復(fù)制用戶權(quán)限請求連接master服務(wù)器，并請求從執(zhí)行binlog日志文件的指定位置(日志文件名和位置就是在配置主從復(fù)制服務(wù)時(shí)執(zhí)行change  master命令指定的)之后開始發(fā)送binlog日志內(nèi)容

(3) Master服務(wù)器接收到來自Slave服務(wù)器的IO線程的請求后，其上負(fù)責(zé)復(fù)制的IO線程會根據(jù)Slave服務(wù)器的IO線程請求的信息分批讀取指定binlog日志文件指定位置之后的binlog日志信息，然后返回給Slave端的IO線程。返回的信息中除了binlog日志內(nèi)容外，還有在Master服務(wù)器端記錄的IO線程。返回的信息中除了binlog中的下一個(gè)指定更新位置。

(4) 當(dāng)Slave服務(wù)器的IO線程獲取到Master服務(wù)器上IO線程發(fā)送的日志內(nèi)容、日志文件及位置點(diǎn)后，會將binlog日志內(nèi)容依次寫到Slave端自身的Relay  Log(即中繼日志)文件(Mysql-relay-bin.xxx)的最末端，并將新的binlog文件名和位置記錄到master-info文件中，以便下一次讀取master端新binlog日志時(shí)能告訴Master服務(wù)器從新binlog日志的指定文件及位置開始讀取新的binlog日志內(nèi)容

(5) Slave服務(wù)器端的SQL線程會實(shí)時(shí)檢測本地Relay Log 中IO線程新增的日志內(nèi)容，然后及時(shí)把Relay LOG  文件中的內(nèi)容解析成sql語句，并在自身Slave服務(wù)器上按解析SQL語句的位置順序執(zhí)行應(yīng)用這樣sql語句，并在relay-log.info中記錄當(dāng)前應(yīng)用中繼日志的文件名和位置點(diǎn)

三、全同步復(fù)制(Fully synchronous replication)

1. 邏輯上

指當(dāng)主庫執(zhí)行完一個(gè)事務(wù)，所有的從庫都執(zhí)行了該事務(wù)才返回給客戶端。因?yàn)樾枰却袕膸靾?zhí)行完該事務(wù)才能返回，所以全同步復(fù)制的性能必然會收到嚴(yán)重的影響。

2. 技術(shù)上

當(dāng)主庫提交事務(wù)之后，所有的從庫節(jié)點(diǎn)必須收到、APPLY并且提交這些事務(wù)，然后主庫線程才能繼續(xù)做后續(xù)操作。但缺點(diǎn)是，主庫完成一個(gè)事務(wù)的時(shí)間會被拉長，性能降低。

3. 原理圖

四、半同步復(fù)制(Semisynchronous replication)

1. 邏輯上

是介于全同步復(fù)制與全異步復(fù)制之間的一種，主庫只需要等待至少一個(gè)從庫節(jié)點(diǎn)收到并且 Flush Binlog 到 Relay Log  文件即可，主庫不需要等待所有從庫給主庫反饋。同時(shí)，這里只是一個(gè)收到的反饋，而不是已經(jīng)完全完成并且提交的反饋，如此，節(jié)省了很多時(shí)間。

2. 技術(shù)上

介于異步復(fù)制和全同步復(fù)制之間，主庫在執(zhí)行完客戶端提交的事務(wù)后不是立刻返回給客戶端，而是等待至少一個(gè)從庫接收到并寫到relay  log中才返回給客戶端。相對于異步復(fù)制，半同步復(fù)制提高了數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)它也造成了一定程度的延遲，這個(gè)延遲最少是一個(gè)TCP/IP往返的時(shí)間。所以，半同步復(fù)制最好在低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中使用。

3. 原理圖

master將每個(gè)事務(wù)寫入binlog(sync_binlog=1)，傳遞到slave刷新到磁盤(sync_relay=1)，同時(shí)主庫提交事務(wù)(commit)。master等待slave反饋收到relay  log，只有收到ACK后master才將commit OK結(jié)果反饋給客戶端。

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