2.6.2.MySQL主从复制的原理

MySQL主从复制的原理

MySQL复制技术介绍

主从复制是MySQL数据库的一种容灾备份方案；是mysql自带的功能，无需借助第三方工具，MySQL的主从复制并不是数据库磁盘上的文件直接拷贝，而是通过逻辑的binlog日志复制到要同步的服务器本地，然后由本地的线程读取日志里面的SQL语句重新应用到mysql数据库中。

MySQL主从复制的应用场景

应用场景

数据备份与容灾、读写分离、业务拆分

使用公司

适合于初创公司，小型电商/互联网公司，一些小型云环境

切换技术

手工切换，时间：>30分钟(含重做主从关系，数据校验等)

自动切换，时间：按分钟计算

MySQL主从复制是如何工作的?

复制一共分3个步骤

01 master将改变记录到二进制日志 (binary log)中

(这些记录叫做二进制日志事件， binary log events)

02 slave将 master的 binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)；

03 slave重做中继日志中的事件，将日志操作还原并生成数据。

01 master记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前， master在二日志记录这些改变。 MySQL将事务串行的写入二进制日志，在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。

02 slave将 master的 binary log拷贝到它自己的中继日志。

首先， slave开始一个工作线程：I/O线程。

I/O线程在 master上打开一个普通的连接，然后开始 binlog dump process

Binlog dump process 从master的二进制日志中读取事件接受的单位是(event)，如果已经跟上 master，它会睡眠并等待 master产生新的事件。

I/O 线程将这些事件写入中继日志。

03. SQL slave thread(SQL从线程)是处理该过程的最后一步。

SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件(回放的单位也是 event)而更新slave的数据，使其与 master中的数据一致。只要该线程与I/O线程保持一致，中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小。

在master中也有一个工作线程：和其它MySQL的连接样，slave 在 master中打开一个连接也会使得 master开始一个线程。

MySQL主从复制的常用拓扑结构

mysql 数据库支持单向、双向、链式级联、环状等不同业务场景的复制。在复制过程中，一台服务器充当主服务器(Master)，接收来自用户的内容更新，而一个或多个其他的服务器充当从服务器(Slave)，接收来自主服务器 binlog文件的日志内容，解析出SQL重新更新到从服务器，使得主从服务器数据达到一致。

不推荐的方式

MySQL主从复制技术之同步方式

MySQL有四种同步方式

异步复制(asynchronous)

搭建简单，使用非常广泛，从mysql诞生之初，就产生了这种架构，性能非常好，可谓非常成熟。但是这种架构数据是异步的，所以有丢失数据库的风险。

全同步复制(fully synchronous)

保证数据安全，不丢数据，损失性能。

传统半同步复制( Semi synchronous)

性能，功能都介于异步和全同步中间。从mysq5.5开始诞生，目的是为了折中上述两种架构的性能以及优缺点。

无损复制，增强版的半同步复制( lossless replication)

数据零丢失，性能好，mysq5.7诞生

MySQL主从复制技术之GTID特性

什么是GTID？

GTID( Global Transaction Identifiers)：对于一个已提交事务的编号，事务的唯一编号，并且是一个全局唯一的编号。GTID和事务会记录到 binlog中，用来标识事务。

GTD是用来替代以前传统复制方法( binlog+ position)，MySQL5.6.2开始支持GTD。

MySQL支持GTID后，一个事务在集群中就不再孤单，在每一个节点中，如果存在具相同标识符的情况，可以避免同一个事务，在同一个节点中出现多次的情况。

GTID的出现，最直接的效果就是，每一个事务在集群中具有了唯一性的意义，相对于行复制来讲数据安全性更高，故障切换更简单。

MySQL主从复制技术之 GTID-GTID组成

GTID 是由 server_uuid:Sequence_Number。

Server_Uuid：是一个MySQL实例的全局唯一标识；存放为在 $datadir/auto.cnf

Sequence_Number：是 MySQL内部的一个事务的编号，一个 MySQL实例不会重复的序列号(保证服务器内唯一)，也表示在该实例上已经提交事务的数量，并且随着事务提交而递增。

根据GTID可以知道事务最初是在哪个实例上提交的，方便故障排查和切换

cat /mysql/data/3306/data/auto.cnf
[auto]
server-uuid=1599dcea-5a7b-11e8-94bd-000c292834b0