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【MySQL】MySQL 数据库主从复制详解

article 2024/10/7 2:07:32

1. 基本概念
- 1.1 主从架构
- 1.2 复制类型
2. 工作原理
- 2.1 复制过程
- 2.2 主要组件
3. 配置步骤
- 3.1 准备工作
- 3.2 在主服务器上配置
- 3.3 在从服务器上配置
4. 监控和维护
- 4.1 监控复制状态
- 4.2 处理复制延迟
- 4.3 故障恢复
5. 备份策略
- 5.1 逻辑备份与物理备份
- 5.2 增量备份
6. 使用场景
7. 注意事项
总结
参考文献

MySQL 数据库的主从复制是一种常用的数据冗余和负载均衡技术，也是一种数据备份和同步的技术。通过将数据从主服务器（Master）复制到一个或多个从服务器（Slave）。这种架构不仅可用于数据备份，还可以提高系统的读性能，通过负载均衡实现更高的可用性。本文将详细介绍 MySQL 主从复制的主从架构、工作原理、配置步骤、监控与维护、备份策略及应用场景。

1. 基本概念

1.1 主从架构

在 MySQL 的主从复制中：

主库：负责处理所有写请求，记录数据变更。
从库：同步主库的数据，可以处理读请求，减轻主库负担。

这种架构通过分布式负载实现更高的性能和可用性。

1.2 复制类型

MySQL 支持多种复制方式：

异步复制：主库提交事务后无需等待从库确认，可能导致数据滞后。
半同步复制：主库等待至少一个从库确认，以减少数据丢失风险。
同步复制：所有从库必须确认后才提交事务，延迟较大。

2. 工作原理

MySQL 主从复制的基本思想是将主数据库上的所有变更操作（如插入、更新、删除）实时地复制到从数据库。具体流程如下：

主服务器记录所有修改操作到二进制日志（binary log, binlog）。
从服务器定期从主服务器读取这些日志并执行相应的操作，以保持数据同步。

流程图：

2.1 复制过程

日志记录：主库将所有更改操作记录到二进制日志（binary log）中。
日志传输：从库定期向主库请求新的二进制日志文件。
应用更改：从库读取这些日志并执行相应的 SQL 语句，将数据同步到本地数据库。

2.2 主要组件

Binary Log（binlog）：主库上的二进制日志，记录所有更改。
Replication I/O Thread：从库中的线程，负责从主库拉取 binlog。
Replication SQL Thread：从库中的线程，负责执行 binlog 中的 SQL 语句。

3. 配置步骤

3.1 准备工作

在设置主从复制之前，需要确保以下条件：

主服务器和从服务器都已安装 MySQL。建议使用相同版本的 MySQL，以避免兼容性问题。
能够网络互通，并且防火墙设置允许相应的 MySQL 端口（默认 3306）通信。

3.2 在主服务器上配置

修改配置文件

编辑 MySQL 配置文件（通常为 /etc/my.cnf 或 /etc/mysql/my.cnf），添加以下内容：

[mysqld]
server-id=1              # 唯一的服务器 ID
log-bin=mysql-bin        # 开启二进制日志
# log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log

重启 MySQL 服务
```
sudo systemctl restart mysql
```

创建复制用户

登录主服务器，创建用于复制的用户并授权：

CREATE USER 'replicator'@'%' IDENTIFIED BY 'your_password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replicator'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

记录当前二进制日志位置

使用以下命令获取当前的日志文件和位置：
```
SHOW MASTER STATUS;
```
返回结果示例：

File Position
mysql-bin.000001 12345

File	Position
mysql-bin.000001	12345

3.3 在从服务器上配置

修改配置文件

编辑从服务器的 MySQL 配置文件，添加以下内容：

[mysqld]
server-id=2              # 唯一的服务器 ID，不同于主服务器

重启 MySQL 服务
```
sudo systemctl restart mysql
```

设置主服务器信息

登录从服务器，执行以下命令以设置主服务器的信息：

CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='主服务器IP',
    MASTER_USER='replicator',
    MASTER_PASSWORD='your_password',
    MASTER_LOG_FILE='记录的File',-- 从主服务器获取的日志文件
    # MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001', 
    MASTER_LOG_POS=记录的Position; -- 从主服务器获取的位置
    # MASTER_LOG_POS=12345;

启动复制进程

启动从服务器的复制进程：
```
START SLAVE;
```
检查复制状态

使用以下命令检查复制状态：
```
SHOW SLAVE STATUS\G;
```
关键字段：
- Slave_IO_Running: 是否在运行
- Slave_SQL_Running: 是否在运行
- Last_Errno: 最近的错误号
- Last_Error: 最近的错误信息

确保 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running 都是 Yes。

4. 监控和维护

4.1 监控复制状态

定期检查从库的复制状态，确保没有错误。使用以下命令：

SHOW SLAVE STATUS\G;

关注 Last_Error 字段，如果有错误，需要及时解决。

4.2 处理复制延迟

复制延迟会导致从库数据不一致。可以通过以下方式减轻延迟：

调整查询语句，优化性能。
使用更高效的硬件，提高 I/O 性能。
考虑使用半同步复制减少延迟。

4.3 故障恢复

如果主库发生故障，可以将从库提升为主库。步骤如下：

停止从库的复制：
```
STOP SLAVE;
```
记录从库的状态，确保数据一致性。
在新主库上创建新的复制用户，配置新的从库。

5. 备份策略

5.1 逻辑备份与物理备份

逻辑备份：使用 mysqldump 工具进行数据导出，适合小型数据库。
```
mysqldump -u root -p --all-databases > all_databases.sql
```
物理备份：使用 mysqlbackup 或 Percona XtraBackup 进行热备份，适合大规模数据库。

5.2 增量备份

增量备份只备份自上次备份以来发生变化的数据，节省存储空间和时间。在主从复制环境中，从库可以通过 binlog 实现增量备份。

6. 使用场景

负载均衡：通过将读请求分发到多个从库，减轻主库压力。
灾难恢复：在主库故障时迅速切换到从库，确保业务连续性。
数据分析：从库可用于生成报表和数据分析，避免影响主库性能。

7. 注意事项

网络延迟：主从复制依赖网络传输，可能会出现延迟，导致从服务器的数据与主服务器不一致。
二进制日志格式：要选择合适的二进制日志格式（如 ROW、STATEMENT、MIXED），以适应不同的使用场景。
故障恢复：在主服务器故障时，可以手动将从服务器提升为主服务器，确保业务连续性。
安全性：确保复制用户的权限设置合理，只授予必要的权限；并考虑对数据传输进行加密。

总结

MySQL 主从复制是实现高可用性和负载均衡的重要手段。通过合理配置和监控，可以显著提升数据库的可用性和性能，有效地管理数据同步，实现系统的弹性和鲁棒性。在实际应用中，应根据业务需求和系统架构来合理设计部署方案，并定期监控复制状态，以确保数据的一致性和完整性。了解主从复制的工作原理及其配置过程，对数据库管理员至关重要。希望本文能帮助您深入理解 MySQL 主从复制的相关知识。