揭秘MySQL的主从同步实现方案

原创
06/21 08:06
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关于MySQL主从复制主要同步的是binlog日志,涉及到三个线程,一个运行在主节点(log dump thread),其余两个(I/O thread, SQL thread)运行在从节点,如下图所示:


1、如何实现主从一致
(1)主节点 binary log dump 线程

当从节点连接主节点时,主节点会创建一个log dump 线程,用于发送binlog的内容。在读取binlog中的操作时,此线程会对主节点上的binlog加锁,当读取完成,在发送给从节点之前,锁会被释放。


(2)从节点I/O线程

当从节点上执行`start slave`命令之后,从节点会创建一个I/O线程用来连接主节点,请求主库中更新的binlog。I/O线程接收到主节点binlog dump 进程发来的更新之后,保存在本地relay-log(中继日志)中。


(3)从节点SQL线程

SQL线程负责读取relay log中的内容,解析成具体的操作并执行,最终保证主从数据的一致性。


2、一主多从同步?

       对于每一个主从连接,都需要三个进程来完成。当主节点有多个从节点时,主节点会为每一个当前连接的从节点建一个binlog dump 进程,而每个从节点都有自己的I/O进程,SQL进程。


从节点用两个线程将从主库拉取更新和执行分成独立的任务,这样在执行同步数据任务的时候,不会降低读操作的性能。比如,如果从节点没有运行,此时I/O进程可以很快从主节点获取更新,尽管SQL进程还没有执行。


如果在SQL进程执行之前从节点服务停止,至少I/O进程已经从主节点拉取到了最新的变更并且保存在本地relay日志中,当服务再次起来之后,就可以完成数据的同步。


3、主从复制的基本过程

(1)从节点上的I/O 进程连接主节点,并请求从指定日志文件的指定位置(或者从最开始的日志)之后的日志内容;


(2)主节点接收到来自从节点的I/O请求后,通过负责复制的I/O进程根据请求信息读取指定日志指定位置之后的日志信息,返回给从节点。返回信息中除了日志所包含的信息之外,还包括本次返回的信息的binlog file 的以及binlog position;


(3)从节点的I/O进程接收到内容后,将接收到的日志内容更新到本机的relay log中,并将读取到的binlog文件名和位置保存到master-info 文件中,以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉Master“我需要从某个binlog 的哪个位置开始往后的日志内容,请发给我”;


(4)Slave 的 SQL线程检测到relay-log 中新增加了内容后,会将relay-log的内容解析成在主节点上实际执行过的操作,并在本数据库中执行。


4、MySQL 主从复制模式

MySQL 主从复制默认是异步的模式。MySQL增删改操作会全部记录在binlog中,当slave节点连接master时,会主动从master处获取最新的bin log文件。并把bin log中的sql relay。

(1)异步模式(mysql async-mode)

原理:客户端提交 COMMIT 之后主库,不需要等从库返回任何结果,而是直接将结果返回给客户端,这样做的好处是不会影响主库写的效率,但可能会存在主库宕机(就凉了),而 Binlog 还没有同步到从库的情况,也就是此时的主库和从库数据不一致。


这时候从从库中选择一个作为新主,那么新主则可能缺少原来主服务器中已提交的事务。所以,这种复制模式下的数据一致性是最弱的。


(2)半同步模式(mysql semi-sync)

原理:在客户端提交 COMMIT 之后不直接将结果返回给客户端,而是等待至少有一个从库接收到了 Binlog,并且写入到中继日志中,再返回给客户端。


这样做的好处就是提高了数据的一致性,当然相比于异步复制来说,至少多增加了一个网络连接的延迟,降低了主库写的效率。MySql5.7支持设置应答从库的个数,保证N个从库同步完成后进行返回。


半同步模式不是mysql内置的,从mysql 5.5开始集成,需要master 和slave 安装插件开启半同步模式。

(3)全同步模式

全同步模式是指主节点和从节点全部执行了commit并确认才会向客户端返回成功。



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