MySQL主從復制的原理分析

本篇文章為大家展示了MySQL主從復制的原理分析，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

主從復制是怎么實現的呢?更新語句會記錄 binlog，它是一種邏輯日志。有了這個 binlog，從服務器會獲取主服務器的 binlog  文件，然后解析里面的 SQL 語句，在從服務器上面執行一遍，保持主從的數據一致。

這里面涉及到三個線程，連接到 master 獲取 binlog，并且解析 binlog 寫入中繼日 志，這個線程叫做 I/O 線程。Master  節點上有一個 log dump 線程，是用來發送 binlog 給 slave 的。從庫的 SQL 線程，是用來讀取 relay  log，把數據寫入到數據庫的。

做了主從復制的方案之后，我們只把數據寫入 master 節點，而讀的請求可以分擔到 slave 節點。我們把這種方案叫做讀寫分離。

讀寫分離可以一定程度地減輕數據庫服務器的訪問壓力，但是需要特別注意主從數 據一致性的問題。如果我們在 master 寫入了，馬上到 slave  查詢，而這個時候 slave 的 數據還沒有同步過來，怎么辦? 所以，基于主從復制的原理，我們需要弄明白，主從復制到底慢在哪里?

單線程

在早期的 MySQL 中，slave 的 SQL 線程是單線程。master 可以支持 SQL 語句的并 行執行，配置了多少的最大連接數就是最多同時多少個  SQL 并行執行。而 slave 的 SQL 卻只能單線程排隊執行，在主庫并發量很大的情況下，同步數據肯 定會出現延遲為什么從庫上的 SQL Thread  不能并行執行呢?舉個例子，主庫執行了多條 SQL 語 句，首先用戶發表了一條評論，然后修改了內容，最后把這條評論刪除了。這三條語句  在從庫上的執行順序肯定是不能顛倒的

insert into user_comments (10000009,'nice');  update user_comments set content ='very good' where id =10000009;  delete from user_comments where id =10000009;

怎么解決這個問題呢?怎么減少主從復制的延遲?

異步與全同步

首先我們需要知道，在主從復制的過程中，MySQL 默認是異步復制的。也就是說， 對于主節點來說，寫入 binlog，事務結束，就返回給客戶端了。對于  slave 來說，接收 到 binlog，就完事兒了，master 不關心 slave 的數據有沒有寫入成功。

如果要減少延遲，是不是可以等待全部從庫的事務執行完畢，才返回給客戶端呢? 這樣的方式叫做全同步復制。從庫寫完數據，主庫才返會給客戶端。

這種方式雖然可以保證在讀之前，數據已經同步成功了，但是帶來的副作用大家應 該能想到，事務執行的時間會變長，它會導致 master  節點性能下降。有沒有更好的辦法呢?既減少 slave 寫入的延遲，又不會明顯增加 master 返回給客 戶端的時間?

半同步復制

介于異步復制和全同步復制之間，還有一種半同步復制的方式。主庫在執行完客戶端提交的事務后不是立刻返回給客戶端，而是等待至少一個從庫 接收到 binlog  并寫到 relay log 中才返回給客戶端。master 不會等待很長的時間，但是 返回給客戶端的時候，數據就即將寫入成功了，因為它只剩最后一步了：就是讀取  relay log，寫入從庫。

如果我們要在數據庫里面用半同步復制，必須安裝一個插件，這個是谷歌的一位工 程師貢獻的。這個插件在 mysql 的插件目錄下已經有提供：cd  /usr/lib64/mysql/plugin/主庫和從庫是不同的插件，安裝之后需要啟用：

-- 主庫執行  INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so'; set global rpl_semi_sync_master_enabled=1;  show variables like '%semi_sync%';    -- 從庫執行  INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';  set global rpl_semi_sync_slave_enabled=1;  show global variables like '%semi%';

相對于異步復制，半同步復制提高了數據的安全性，同時它也造成了一定程度的延 遲，它需要等待一個 slave  寫入中繼日志，這里多了一個網絡交互的過程，所以，半同步 復制最好在低延時的網絡中使用。

這個是從主庫和從庫連接的角度，來保證 slave 數據的寫入。

另一個思路，如果要減少主從同步的延遲，減少 SQL 執行造成的等待的時間，那有 沒有辦法在從庫上，讓多個 SQL  語句可以并行執行，而不是排隊執行呢?

多庫并行復制

怎么實現并行復制呢?設想一下，如果 3 條語句是在三個數據庫執行，操作各自的 數據庫，是不是肯定不會產生并發的問題呢?執行的順序也沒有要求。當然是，所以如  果是操作三個數據庫，這三個數據庫的從庫的 SQL 線程可以并發執行。這是 MySQL 5.6 版本里面支持的多庫并行復制。

但是在大部分的情況下，我們都是單庫多表的情況，在一個數據庫里面怎么實現并 行復制呢?或者說，我們知道，數據庫本身就是支持多個事務同時操作的;為什么這些  事務在主庫上面可以并行執行，卻不會出現問題呢?

因為他們本身就是互相不干擾的，比如這些事務是操作不同的表，或者操作不同的 行，不存在資源的競爭和數據的干擾。那在主庫上并行執行的事務，在從庫上肯定也是  可以并行執行，是不是?比如在 master 上有三個事務同時分別操作三張表，這三個事務 是不是在 slave 上面也可以并行執行呢?

5 異步復制之 GTID 復制

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-gtids.html所以，我們可以把那些在主庫上并行執行的事務，分為一個組，并且給他們編號，  這一個組的事務在從庫上面也可以并行執行。這個編號，我們把它叫做 GTID(Global Transaction  Identifiers)，這種主從復制的方式，我們把它叫做基于 GTID 的復制。

如果我們要使用 GTID 復制，我們可以通過修改配置參數打開它，默認是關閉的：

show global variables like 'gtid_mode';

無論是優化 master 和 slave 的連接方式，還是讓從庫可以并行執行 SQL，都是從數 據庫的層面去解決主從復制延遲的問題。

上述內容就是MySQL主從復制的原理分析，你們學到知識或技能了嗎？如果還想學到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關注億速云行業資訊頻道。