Replication主从复制机制原理是什么

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复制概述

Replication复制是指将主数据库的DDL和DML操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这些日志重新执行（也叫重做），从而使得从库和主库的数据保持同步。
MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制，从库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状复制。

复制原理

MySQL 的主从复制原理如下：

从上层来看，复制分成三步：

Master主库在事务提交时，会把数据的更新记录作为时间Events记录在二进制日志文件Binlog中。（Dump线程 - 主库线程）
Master主库推送二进制日志文件Binlog中的日志事件到从库的并且通过写入中继日志Relay Log（I/O线程 - 从库线程）。
Slave从库读取且重做（重放）中继日志（Relay Log）中的事件，将改变反映它自己的数据。（SQL线程 - 从库线程）

复制优势

MySQL复制的有点主要包含以下三个方面：

主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务（提供故障切换机制）。
从库上执行查询操作，从主库中更新，实现读写分离，降低主库的访问压力（提高读写分离并且提高高可用和负载以及吞吐）。
从库中执行备份，以避免备份期间影响主库的服务（提高数据的安全性）。

搭建步骤

master

在master 的配置文件（/usr/my.cnf）中，配置如下内容：

mysql 服务ID,保证整个集群环境中唯一

server-id=1

mysql binlog 日志的存储路径和文件名

log-bin=/var/lib/mysql/mysqlbin
log-bin-index = mysql-bin.index（设置二进制日志索引文件名）
binlog_format = mixed（binlog的模式）
STATEMENT：语句复制
ROW：行复制
MIXED：混和复制，默认选项
sync-binlog = 1（是否开启同步方式）: 默认为0，为保证不会丢失数据，需设置为1，用于强制每次提交事务时，同步二进制日志到磁盘上。

character-set-server = utf8（字符串编码）

错误日志,默认已经开启

log-err

basedir

tmpdir

datadir

是否只读,1 代表只读, 0 代表读写

read-only=0

忽略的数据, 指不需要同步的数据库（逗号分割）

binlog-ignore-db=mysql

指定同步的数据库

binlog-do-db=db01

执行完毕之后，需要重启Mysql：

service mysql restart;

创建同步数据的账户，并且进行授权操作：

grant replication slave on . to 'itcast'@'192.168.192.131' identified by 'itcast';flush privileges;

为了获取一个一致性的快照，需对所有表设置读锁：

flush tables with read lock;

备份主数据库数据

主库可以停机，则直接拷贝所有数据库文件。
主库是在线生产库，可采用mysqldump备份数据，它对所有存储引擎均可使用。

针对事务性引擎

mysqldump -uroot -ptiger --all-database -e --single-transaction --flush-logs --max_allowed_packet=1048576 --net_buffer_length=16384 > /data/all_db.sql

针对 MyISAM 引擎，或多引擎混合的数据库

mysqldump -uroot --all-database -e -l --flush-logs --max_allowed_packet=1048576 --net_buffer_length=16384 > /data/all_db.sql

主从数据库都是数据都是一致的，直接执行 show master status 查看日志坐标。

show master status;

Replication主从复制机制原理是什么

字段含义：

File : 从哪个日志文件开始推送日志文件
Position ： 从哪个位置开始推送日志
Binlog_Ignore_DB : 指定不需要同步的数据库

恢复主库的写操作：

unlock tables;

slave

导入备份数据

mysql -uroot -p < /data/all_db.sql

在 slave 端配置文件中，配置如下内容：

mysql服务端ID,唯一
server-id=2

指定binlog日志
log-bin=/var/lib/mysql/mysqlbin

其他配置

binlog_format = mixed
log-slave-updates = 0（控制 slave 上的更新是否写入二进制日志，默认为0；若 slave 只作为从服务器，则不必启用；若 slave 作为其他服务器的 master，则需启用，启用时需和 log-bin、binlog-format 一起使用，这样 slave 从主库读取日志并重做，然后记录到自己的二进制日志中；）
relay-log = mysql-relay-bin（设置中继日志文件基本名）
relay-log-index = mysql-relay-bin.index（设置中继日志索引文件名）
read-only = 1（设置 slave 为只读，但具有super权限的用户仍然可写）
slave_net_timeout = 10（设置网络超时时间，即多长时间测试一下主从是否连接，默认为3600秒，即1小时，这个值在生产环境过大，我们将其修改为10秒，即若主从中断10秒，则触发重新连接动作。）

执行完毕之后，需要重启Mysql：

service mysql restart；

执行如下指令：

change master to
master_host='192.168.2.21',
master_user='repl',
master_password='repl',
master_port=3306,
master_log_file='mysql-bin.000001',
master_log_pos=120;

指定当前从库对应的主库的IP地址，用户名，密码，从哪个日志文件开始的那个位置开始同步推送日志。

开启同步操作

start slave;
show slave status;

Replication主从复制机制原理是什么

可以看到图中显示出来的：IO线程和SQL线程都处于运行状态：

Slave_IO_Running：此进程负责 slave 从 master 上读取 binlog 日志，并写入 slave 上的中继日志。
Slave_SQL_Running：此进程负责读取并执行中继日志中的 binlog 日志。

这两个进程的状态需全部为 YES，只要有一个为 NO，则复制就会停止。当 Relay_Master_Log_File = Master_Log_File 且 Read_Master_Log_Pos = Exec_Master_Log_Pos 时，则表明 slave 和 master 处于完全同步的状态。

停止同步操作

stop slave;

验证同步操作

在主库中创建数据库，创建表，并插入数据：

create database db01;
user db01;
create table user
(
    id   int(11)     not null auto_increment,
    name varchar(50) not null,
    sex  varchar(1),
    primary key (id)
) engine = innodb
  default charset = utf8;

insert into user(id, name, sex)
values (null, 'Tom', '1');
insert into user(id, name, sex)
values (null, 'Trigger', '0');
insert into user(id, name, sex)
values (null, 'Dawn', '1');