主从复制原理以及实践

MySQL主从复制原理及配置

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1.复制概述

Mysql内建的复制功能是构建大型，高性能应用程序的基础。将Mysql的数据分布到多个系统上去，这种分布的机制，是通过将Mysql的某一台主机的数据复制到其它主机（slaves）上，并重新执行一遍来实现的。复制过程中一个服务器充当主服务器，而一个或多个其它服务器充当从服务器。主服务器将更新写入二进制日志文件，并维护文件的一个索引以跟踪日志循环。这些日志可以记录发送到从服务器的更新。当一个从服务器连接主服务器时，它通知主服务器从服务器在日志中读取的最后一次成功更新的位置。从服务器接收从那时起发生的任何更新，然后封锁并等待主服务器通知新的更新。

请注意当你进行复制时，所有对复制中的表的更新必须在主服务器上进行。否则，你必须要小心，以避免用户对主服务器上的表进行的更新与对从服务器上的表所进行的更新之间的冲突。(所以一般会把从服务器设置成只读read_only= 1)

1.1 mysql支持的复制类型：

1):基于语句的复制: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.一旦发现没法精确复制时,会自动选着基于行的复制。    
2):基于行的复制：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. 从mysql5.0开始支持
3):混合类型的复制:默认采用基于语句的复制,一旦发现基于语句的无法精确的复制时,就会采用基于行的复制。

1.2 . 复制解决的问题

         MySQL复制技术有以下一些特点：
    (1)数据分布(Data distribution )
    (2)负载平衡(load balancing)
    (3)备份(Backups) 
    (4)高可用性和容错行High availability and failover 

 1.3 复制如何工作   >复制的原理：

       (1) 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)；
       (2) slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)；
       (3) slave重做中继日志中的事件，将更改应用到自己的数据上。

下图描述了复制的过程：

slave复制过程:

第一步:master记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前，master二进制日志记录这些改变。MySQL将事务串行的写入二进制日志，即使事务中的语句都是交叉执行的。在事件写入二进制日志完成后,master通知存储引擎提交事务。
      第二步:slave利用I/O thread将master的binary log读取并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，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。
      第三步:SQL slave thread（SQL从线程）处理该过程的最后一步。SQL线程从中继日志读取事件，并重新执行其中的事件而更新slave的数据，使其与master中的数据一致。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。

注意:I/O线程更新的数据的情况记录在master.info中.(/application/mysql/data)
        此外，在master中也有一个工作线程：和其它MySQL的连接一样，slave在master中打开一个连接也会使得master开始一个线程。复制过程有一个很重要的限制——复制在slave上是串行化的，也就是说master上的并行更新操作不能在slave上并行操作。实际生产过程中,同步并不是实时的,是异步进行的.

2 .主从实践配置

  准备两台MySQL数据库服务器Master和slave，Master为主服务器，slave为从服务器，初始状态时，Master和slave中的数据信息相同，如果数据不相同,应该先把master的数据全备导出,然后导入到slave中,这是为了保证主库从库数据一致.(利用多端口实例也可以做)

要点：
负责在主、从服务器传输各种修改动作的媒介是主服务器的二进制变更日志，这个日志记载着需要传输给从服务器的各种修改动作。因此，主服务器必须激活二进制日志功能。从服务器必须具备足以让它连接主服务器并请求主服务器把二进制变更日志传输给它的权限。        
环境：
Master版本为5.1.17和slave的版本同为5.5.34(其实最好版本一样,不一样可能有些函数没办法复制)
操作系统：centos 6.9

2.1、创建复制帐号

1、在Master的数据库中建立一个备份帐户：每个slave使用标准的MySQL用户名和密码连接master。进行复制操作的用户会授予replication slave权限。用户名的密码都会存储在文本文件master.info中

命令如下：
mysql >grant replication slave,reload,super, on*.* to 'backup'@ ’192.168.52.220’ identified by‘123456’;

建立一个帐户backup，并且只能允许从192.168.52.220这个地址上来登陆，密码是123456。这里@后面的ip地址就是slave的ip

2.2、拷贝数据

（假如是你完全新安装mysql主从服务器，这个一步就不需要。因为新安装的master和slave数据完全一样）

如果不是则需要:关停Master服务器，将Master中的数据拷贝到B服务器中，使得Master和slave中的数据同步，并且确保在全部设置操作结束前，禁止在Master和slave服务器中进行写操作，使得两数据库中的数据一定要相同！

其中在进行master数据库全备的时候,请使用参数--master-data=1进行备份如下:

[root@localhost]#mysqldump -uroot -p123456 -A -B -F --master-data=1 -x --events|gzip>备份的文件.

有这个参数,那么在做主从同步的时候,执行change master就不用单独指定mysql-bin的位置,和文件,因为已经在全备里面了,而且是执行语句,在从库进行全备恢复的时候已经完成恢复.和相关文件的指定. 

2.3、配置master

接下来对master进行配置，包括打开二进制日志，指定唯一的servr ID。例如，在配置文件加入如下值：

server-id=1          #为主服务器A的ID值
log-bin=mysql-bin     #二进制变更日值

重启master，运行SHOW MASTER STATUS，输出如下则代表二进制日志已经成功打开：

mysql> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000002 |      106 |              |                  |

+------------------+----------+--------------+------------------+

1row in set (0.00 sec)

2.4、配置slave

Slave的配置与master类似，你同样需要重启slave的MySQL。如下：
log_bin = mysql-bin
server_id= 2
relay_log = mysql-relay-bin
log_slave_updates = 1
read_only= 1
1):server_id是必须的，而且唯一。

2):slave没有必要开启二进制日志，但是在一些情况下，必须设置，例如，如果slave为其它slave的master，必须设置bin_log。在这里，我们开启了二进制日志，而且显示的命名(默认名称为hostname，但是，如果hostname改变则会出现问题)。
3):relay_log配置中继日志，log_slave_updates表示slave将复制事件写进自己的二进制日志(后面会看到它的用处)。
有些人开启了slave的二进制日志，却没有设置log_slave_updates，然后查看slave的数据是否改变，这是一种错误的配置。
4):尽量使用read_only，它防止改变数据(除了特殊的线程)。但是需要在slave上创建表的应用read_only并是很实用.

配置也需要重启才生效. 

2.5、启动slave

到此,接下来就是让slave连接master，并开始重做master二进制日志中的事件。你不应该用配置文件进行该操作，而应该使用CHANGE MASTER TO语句，该语句可以完全取代对配置文件的修改，而且它可以为slave指定不同的master，而不需要停止服务器。如下：

mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='主机IP',

-> MASTER_USER='rep',

-> MASTER_PASSWORD='123456',

-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',#恢复备份用--master-data=1的不需指定.自动在备份中指定

-> MASTER_LOG_POS=0;##恢复备份用--master-data=1的不需要指定.自动在备份中指定

MASTER_LOG_POS的值为0，因为它是日志的开始位置。

如果没有用--master-data则可以需要登录数据库,利用show master status进行MASTER_LOG_FILE

和MASTER_LOG_POS的寻找.

mysql> show master status;

+------------------+----------+--------------+------------------+

| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |

+------------------+----------+--------------+------------------+

| mysql-bin.000002 |      106 |              |                  |

+------------------+----------+--------------+------------------+

1 row in set (0.00 sec)

你可以用SHOW SLAVE STATUS语句查看slave的设置是否正确：

mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

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

Slave_IO_State:

Master_Host:192.168.52.220

Master_User: rep

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还没有开始复制过程。日志的位置为4而不是0，这是因为0只是日志文件的开始位置，并不是日志位置。实际上，MySQL知道的第一个事件的位置是4。

开始复制，你可以运行：

mysql> START SLAVE;

运行SHOW SLAVE STATUS查看输出结果：

mysql> SHOW SLAVE STATUS\G

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

 Slave_IO_State: Waiting for master to send event

Master_Host:192.168.52.220

Master_User: rep

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

在这里主要是看:
             Slave_IO_Running=Yes
             Slave_SQL_Running=Yes

slave的I/O和SQL线程都已经开始运行，而且Seconds_Behind_Master不再是NULL。日志的位置增加了，意味着一些事件被获取并执行了。

验证:如果你在master上进行修改，你可以在slave上看到各种日志文件的位置的变化，同样，你也可以看到数据库中数据的变化。

你可查看master和slave上线程的状态。在master上，你可以看到slave的I/O线程创建的连接：

在master上输入show processlist\G;

mysql> show processlist \G

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

Id: 1

User: root

Host: localhost:2096

db: test

Command: Query

Time: 0

State: NULL

Info: show processlist

*************************** 2. row ***************************

Id: 2

User: repl

Host: localhost:2144

db: NULL

Command: Binlog Dump

Time: 1838

State: Has sent all binlog to slave; waiting for binlog to be updated

Info: NULL

2rows in set (0.00 sec)

行2为处理slave的I/O线程的连接。

在slave服务器上运行该语句：

mysql> show processlist \G

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

Id: 1

User: system user

Host:

db: NULL

Command: Connect

Time: 2291

State: Waiting for master to send event

Info: NULL

*************************** 2. row ***************************

Id: 2

User: system user

Host:

db: NULL

Command: Connect

Time: 1852

State: Has read all relay log; waiting for the slave I/O thread to update it

Info: NULL

*************************** 3. row ***************************

Id: 5

User: root

Host: localhost:2152

db: test

Command: Query

Time: 0

State: NULL

Info: show processlist

3 rows in set (0.00 sec)

行1为I/O线程状态，行2为SQL线程状态。

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