MySQL的主從復制原理是什么

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前言

在實際生產環境中，如果對mysql數據庫的讀和寫都在一臺數據庫服務器中操作，無論是在安全性、高可用性，還是高并發等各個方面都是不能滿足實際需求的，一般要通過主從復制的方式來同步數據，再通過讀寫分離來提升數據庫的并發負載能力。

一、主從復制概念

主從復制是MySQL提供的基本的技術，主從復制的流程：binlog二進制日志（除了查詢其他的更改相關的操作都會記錄在binlog里面）、relay log日志和三個線程（master的一個線程和slave的兩個線程）。

主庫(master)對外提供數據的增刪改查服務，主庫中涉及到數據的修改都會寫在binlog從庫(slave)用來數據同步和數據備份，通過專門的線程從主庫里面的binlog把主庫和數據、權限、表結構相關的修改同步到從庫里面，相當于是在主庫上做的所有修改都會通過都會通過主從復制機制體現在從庫上。

主從復制的好處：數據備份，我們甚至可以給它做一個熱備份，就是通過MySQL中間件mycat，可以實現容災，容災也體現了高可用。
容災：如果主庫掛了，由中間件代理mycat自動把服務的請求映射到從庫，由從庫繼續對外提供服務，體現出了高可用性（后端的服務允許一定的異常發生，但是后端的架構服務要可以容錯，把這些異常的錯誤處理掉，并對外重新提供正常的服務）

二、讀寫分離的概念

讀寫分離是基于主從復制來實現的。在實際的應用環境中，肯定是讀操作多，就像我們在電商平臺上去購買東西，可能看了100個也就買了一兩個。所以讀操作永遠比寫這種更新操作多很多。所以我們基于主從復制的讀寫分離配置，就是讓一個主庫專門用來做數據的修改，寫的時候專門在主庫上寫，主庫通過主從復制把數據的更改通過binlog同步到從庫上去，那么其他的客戶端查詢的請求都會最終映射到從庫上去，而我們一個主庫帶上兩三個從庫，主庫專門用來做數據的更新（寫操作），從庫專門用來做讀操作這樣一來可以很好的分攤讀寫的壓力，不用全部都集中在主庫上，對于后端服務的并發處理能力有很大的提高，另外就是它的高可用容災，當主庫掛了以后，可以把指定的從庫變成主庫。

上圖中的binlog，即使我們沒有主從復制，也是會寫binlog的，只不過主從復制是通過binlog來實現的。

三、主庫和從庫

1. 主庫

主庫master服務器創建一個binlog轉儲線程，將二進制日志內容發送到從服務器

2. 從庫

• 從庫里面專門有一個I/O線程專門讀取接收主庫發送的內容，它會把主庫里面發過來的binlog內容接收并寫到一個relay log里面，中繼日志相當于做了一個緩沖，這樣 master 就不必等待 slave 執行完成才發送下一個事件。并不是把主庫里面的binlog內容讀過來直接就執行，這樣直接執行不好的地方就是主庫的binlog內容可能會很多，而從庫接收到binlog內容執行起來可能會很慢，導致從庫更新數據和主庫差距會越來越大。數據的復制可能比較落后。

• 從庫還會啟一個SQL線程，專門從中繼日志讀取相應的操作，所有的SQL都執行一遍，這樣就實現了從庫內容和主庫內容的同步

四、主從復制的流程

主從復制的流程：兩個日志（binlog二進制日志和relay log日志）和三個線程（master的一個線程和slave的兩個線程）。

• 主庫的更新操作寫入binlog二進制日志中（主庫需要打開binlog開關）

• master服務器創建一個binlog轉儲線程，將二進制日志內容發送到從服務器

• slave機器執行START SLAVE命令會在從服務器創建一個IO線程，接收master的binary log復制到其中繼日志（處于內存中，讀寫快）。 首先slave開始一個工作線程（I/O線程），I/O線程會主動連接master ，然后主庫會開啟dump線程，dump線程從master的binlog中讀取事件并發送給slave的I/O線程，如果dump線程已經跟上master（主庫上的dump線程已經把binlog的內容發完了，而且主庫上binlog沒有產生更多的內容），dump線程會睡眠并等待binlog產生新的事件，slave的I/O線程接收的事件寫入中繼日志

• slave的SQL線程處理該過程的最后一步，SQL線程從relay log中讀取事件，并執行其中的事件更新slave的數據，使其與master的數據同步。只要SQL線程與I/O線程保持一致，中繼日志通常會位于os緩存中，所以中繼日志的開銷很小

五、主從復制效果展示

linux上的centos作為主庫win10上的mysql server作為從庫來演示：

主從復制是單向同步，master的更改往slave同步。配置好主從復制的時候，兩個庫的數據可能是不一樣的，從配置好主從復制開始，主庫所有的更改都會同步到從庫。

master創建mytest數據庫：

查看slave，發現mytest同步過來了：

master創建了user表，slave也同步了user表：

現在linux端的MySQL（master）刪除mytest庫

此時slave的mytest也不存在了

show processlist可以查看master當前環境下的工作線程

查看slave當前環境下的工作線程

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