架构师必备:MySQL主从同步原理和应用

日常工作中,MySQL数据库是必不可少的存储,其中读写分离基本是标配,而这背后需要MySQL开启主从同步,形成一主一从、或一主多从的架构,掌握主从同步的原理和知道如何实际应用,是一个架构师的必备技能。楼主将在本文做总结,看这一篇就够了。

1、主从同步原理

主从同步架构图(异步同步)

这是最常见的主从同步架构。
架构师必备:MySQL主从同步原理和应用_第1张图片

主从同步流程(异步同步)

  1. 主库把数据变更写入binlog文件
  2. 从库I/O线程发起dump请求
  3. 主库I/O线程推送binlog至从库
  4. 从库I/O线程写入本地的relay log文件(与binlog格式一样)
  5. 从库SQL线程读取relay log并重新串行执行一遍,得到与主库相同的数据

什么是binlog?

主库每提交一次事务,都会把数据变更,记录到一个二进制文件中,这个二进制文件就叫binlog。需注意:只有写操作才会记录至binlog,只读操作是不会的(如select、show语句)。

binlog的3种格式:

  • statement格式:binlog记录的是实际执行的sql语句
  • row格式:binlog记录的是变化前后的数据(涉及所有列),形如update table_a set col1=value1, col2=value2 ... where col1=condition1 and col2=condition2 ...
  • mixed格式:默认选择statement格式,只在需要时改用row格式

binlog格式对比

  • statement级别:优点是binlog文件小,缺点是主库的慢sql也会在从库上再出现一次,一些依赖环境或上下文的函数可能会产生不一致的数据
  • row级别:缺点是文件大(一条语句如果涉及多行,会放大n倍),优点是无上述慢sql问题,不依赖环境或上下文
  • 为了获取前后变化数据,canal建议使用row级别

主从同步的2种方式

  • 异步同步:默认方式,可能会导致主从切换时数据丢失。因为主库是否commit与主从同步流程无关,也不感知。
  • 半同步:高可用方案,较新mysql版本支持,需要至少1个从库(默认1,具体数量可指定)对写入relay log进行ack,主库才会commit并把结果返回client。

主从同步流程(半同步)

  1. 从库在连接主库时,表明自己支持半同步复制
  2. 主库也需支持半同步复制,主库commit事务前会阻塞等待至少一个从库写入relay log的ack,直至超时
  3. 如果阻塞等待超时,则主库临时切换回异步同步模式,当至少一个从库的半同步追上进度时,主库再切换至半同步模式

半同步适用场景

高可用备份:半同步复制,可确保从库与主库的一致性,当主库发生故障时,切换到从库不会丢失数据。为了保证稳定性(不因半同步慢而拖累主库),一般不承担业务流量、尽可能快地ack,只用于同步备份。

2、主从同步应用场景

普通场景:线上从库异步同步,高可用备份半同步

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对一致性要求较高的大数据取数需求

大数据取数可能导致从库cpu使用率飙升、ack变慢,可设置半同步所需ack数量为1,正常情况下高可用备份能很快ack,于是主库会commit并返回,而大数据取数复制慢一些也无所谓。这样就不会因为大数据取数ack慢而影响主库和业务了。
架构师必备:MySQL主从同步原理和应用_第3张图片

参考:mysql官方文档

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