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MySQL 主从复制与读写分离

news 来源：原创 2025/7/12 23:47:16

一、MySQL 主从复制

（0）概述

MySQL 主从复制是一种数据同步机制，允许数据从一个主数据库（Master）复制到一个或多个从数据库（Slave）。其主要用途包括：

数据冗余与灾备：通过从库提供数据备份，增强容灾能力。
负载均衡：将读操作分散到多个从库，减轻主库压力。
高可用性：主库故障时，从库可快速切换为主库，减少停机时间。

（1）MySQL 支持的复制类型

基于语句的复制（Statement-Based Replication, SBR）
- 主库记录执行的 SQL 语句到二进制日志（binlog），从库重放这些语句。
- 优点：日志量小，节省存储和传输时间。
- 缺点：非确定性语句（如 NOW()）可能导致数据不一致。
基于行的复制（Row-Based Replication, RBR）
- 主库记录每行数据的变更细节到 binlog。
- 优点：数据一致性高，适合复杂操作（如含变量的语句）。
- 缺点：日志量大，可能影响性能。
混合模式复制（Mixed-Based Replication, MBR）
- 根据操作类型自动选择 SBR 或 RBR，平衡安全性与效率。

（2）复制的工作原理过程

主库写入数据：主库将数据变更记录到 binlog。
从库 IO 线程拉取日志：从库的 IO 线程连接主库，读取 binlog 并写入本地中继日志（relay log）。
从库 SQL 线程重放日志：从库的 SQL 线程解析 relay log，重放 SQL 或行变更操作。
复制模式：
- 异步复制（默认）：主库不等待从库确认，性能高但可能丢数据。
- 半同步复制：主库至少等待一个从库接收数据后才提交事务，平衡性能与安全性。
- 全同步复制（需第三方插件）：主库等待所有从库提交事务，保证强一致性但延迟高。

二、MySQL 读写分离

（0）概述

MySQL 读写分离是一种通过分离读操作（SELECT）与写操作（INSERT/UPDATE/DELETE）的数据库架构设计，将写操作集中在主库（Master），读操作分散到从库（Slave），以提升系统性能和并发处理能力。

核心作用：

降低主库压力：读操作占数据库负载的 70%~90%，读写分离可将读请求分流到从库。
提高扩展性：通过增加从库水平扩展读能力。
提升可用性：从库故障时，读请求可路由到其他从库或主库

（1）MySQL 读写分离类型

1. 基于程序代码内部实现

原理：在应用程序代码中显式指定读/写操作的数据源，例如：

使用 多数据源配置（如 Spring Boot 中配置 masterDataSource 和 slaveDataSource）。
通过 AOP（面向切面编程） 或注解动态切换数据源（如 @ReadOnly 注解标记读操作）。

优点：

灵活控制：可根据业务逻辑定制路由规则（如特定查询强制走主库）。
低依赖：无需额外中间件，减少运维复杂度。

缺点：

代码侵入性：需修改业务代码，增加维护成本。
扩展性受限：新增从库需修改配置并重启应用。

2. 基于中间代理实现

原理：通过独立的中间件代理层（Proxy）自动路由请求，对应用透明。
常见工具：

ProxySQL：高性能开源代理，支持动态路由、连接池管理、故障转移。
MyCAT：基于阿里开源的分布式数据库中间件，支持读写分离、分库分表。
MySQL Router：官方轻量级中间件，集成于 MySQL InnoDB Cluster。

工作流程：

应用连接代理：应用将 SQL 请求发送到代理服务器。
代理解析 SQL：代理解析 SQL 类型（读/写）。
路由决策：
- 写操作（INSERT/UPDATE/DELETE） → 转发到主库。
- 读操作（SELECT） → 按负载均衡策略（轮询、权重、最小连接数）分发到从库。
结果返回：代理将数据库响应返回给应用。

优点：

对应用透明：无需修改业务代码，降低侵入性。
动态管理：支持在线添加/移除从库，代理自动感知。
高可用：内置健康检查，自动剔除故障节点。

缺点：

性能开销：代理层可能成为性能瓶颈（需选择高性能代理如 ProxySQL）。
运维复杂度：需额外维护代理服务器，增加架构复杂度。

（2）工作原理过程

请求识别：
- 中间件或应用层解析 SQL，区分读（SELECT）和写（INSERT/UPDATE/DELETE）。
路由策略：
- 写操作：直接转发至主库。
- 读操作：按负载均衡策略（轮询、权重、随机）分发到从库。
负载均衡与故障转移：
- 中间件监控从库状态，自动剔除故障节点。
数据一致性处理：
- 强制特定读请求走主库（如通过 /* FORCE_MASTER */ 注释）。

三、主从复制与读写分离的关系

基础与扩展：
- 主从复制是读写分离的基础，为读写分离提供数据同步支持。
- 读写分离是主从复制的扩展应用，进一步提升系统性能。
一致性权衡：
- 主从同步存在延迟（异步复制），读写分离可能导致“读旧数据”。
- 解决方案：强制特定读请求走主库（如通过 ProxySQL 的 /* FORCE_MASTER */ 注解）。

四、主从复制配置

（1）主从复制搭建

主服务器配置：
1.关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 02.修改/etc/my.cnf文件
log-bin=/usr/local/mysql/data/mysql-bin
binlog_format=MIXED
server-id=1  #id号不能相同3.重启服务
systemctl restart mysqld4.创建用户给从服务器授权
create user 'myslave'@'%' identified by '123456';
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'%';
alter user 'myslave'@'%' identified with mysql_native_password by '123456';5.刷新权限并查看主数据库状态信息
flush privileges;
show master status;从服务器配置：
1.修改/etc/my.cnf文件
server-id=2  //添加 唯一服务器标识符。不可以冲突2.连接主（记得关主防火墙）
change master to master_host='主IP',master_user='主账号名'，master_password='',master_log_file='log名',master_log_pos='position号';
例如：
change master to master_host='192.168.10.103',master_user='myslave',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000001',master_log_pos=324;3.开启从服务，启动同步
start slave；
4.查看状态  （IO ,SQL 为Yes）
show slave status\G
或
mysql -uroot -ppwd123 "show slave status\G" | grep "YES"

验证：

1. 主从登录MySQL

2. 再主上创建新数据库，在从上查看是否同步

（2）主主复制搭建

#双机互为主从
在主从复制的基础上做（改从的配置）
1.添加配置文件 /etc/my.cof
log-bin=/usr/local/mysql/data/mysql-bin
binlog-format=MIXED
2.创建用户开启权限
create user 'myslave'@'%' identified by 'pwd123';
grant replication slave on *.* to 'myslave'@'%';
alter user 'myslave'@'%' identified with mysql_native_password by 'pwd123';
3.刷新
flush privileges;
show master status;	  #看主状态信息
4.先关闭从同步
stop slave;
5.在主上设置从为它的主
change master to master_host='主IP',master_user='主账号名'，master_password='',master_log_file='log名',master_log_pos=position号；
6.双机开启从同步，查看从状态
start slave;
show master status;

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