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MySQL主从复制的原理分析

本篇文章为大家展示了MySQL主从复制的原理分析，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

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MySQL主从复制的原理分析

主从复制是怎么实现的呢?更新语句会记录 binlog，它是一种逻辑日志。有了这个 binlog，从服务器会获取主服务器的 binlog  文件，然后解析里面的 SQL 语句，在从服务器上面执行一遍，保持主从的数据一致。

这里面涉及到三个线程，连接到 master 获取 binlog，并且解析 binlog 写入中继日 志，这个线程叫做 I/O 线程。Master  节点上有一个 log dump 线程，是用来发送 binlog 给 slave 的。从库的 SQL 线程，是用来读取 relay  log，把数据写入到数据库的。

做了主从复制的方案之后，我们只把数据写入 master 节点，而读的请求可以分担到 slave 节点。我们把这种方案叫做读写分离。

MySQL主从复制的原理分析

读写分离可以一定程度地减轻数据库服务器的访问压力，但是需要特别注意主从数 据一致性的问题。如果我们在 master 写入了，马上到 slave  查询，而这个时候 slave 的 数据还没有同步过来，怎么办? 所以，基于主从复制的原理，我们需要弄明白，主从复制到底慢在哪里?

单线程

在早期的 MySQL 中，slave 的 SQL 线程是单线程。master 可以支持 SQL 语句的并 行执行，配置了多少的最大连接数就是最多同时多少个  SQL 并行执行。而 slave 的 SQL 却只能单线程排队执行，在主库并发量很大的情况下，同步数据肯 定会出现延迟为什么从库上的 SQL Thread  不能并行执行呢?举个例子，主库执行了多条 SQL 语 句，首先用户发表了一条评论，然后修改了内容，最后把这条评论删除了。这三条语句  在从库上的执行顺序肯定是不能颠倒的

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

怎么解决这个问题呢?怎么减少主从复制的延迟?

异步与全同步

首先我们需要知道，在主从复制的过程中，MySQL 默认是异步复制的。也就是说， 对于主节点来说，写入 binlog，事务结束，就返回给客户端了。对于  slave 来说，接收 到 binlog，就完事儿了，master 不关心 slave 的数据有没有写入成功。

MySQL主从复制的原理分析

如果要减少延迟，是不是可以等待全部从库的事务执行完毕，才返回给客户端呢? 这样的方式叫做全同步复制。从库写完数据，主库才返会给客户端。

这种方式虽然可以保证在读之前，数据已经同步成功了，但是带来的副作用大家应 该能想到，事务执行的时间会变长，它会导致 master  节点性能下降。有没有更好的办法呢?既减少 slave 写入的延迟，又不会明显增加 master 返回给客 户端的时间?

半同步复制

介于异步复制和全同步复制之间，还有一种半同步复制的方式。主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库 接收到 binlog  并写到 relay log 中才返回给客户端。master 不会等待很长的时间，但是 返回给客户端的时候，数据就即将写入成功了，因为它只剩最后一步了：就是读取  relay log，写入从库。

MySQL主从复制的原理分析

如果我们要在数据库里面用半同步复制，必须安装一个插件，这个是谷歌的一位工 程师贡献的。这个插件在 mysql 的插件目录下已经有提供：cd  /usr/lib64/mysql/plugin/主库和从库是不同的插件，安装之后需要启用：

-- 主库执行  INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so'; set global rpl_semi_sync_master_enabled=1;  show variables like '%semi_sync%';    -- 从库执行  INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';  set global rpl_semi_sync_slave_enabled=1;  show global variables like '%semi%';

相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延 迟，它需要等待一个 slave  写入中继日志，这里多了一个网络交互的过程，所以，半同步 复制最好在低延时的网络中使用。

这个是从主库和从库连接的角度，来保证 slave 数据的写入。

另一个思路，如果要减少主从同步的延迟，减少 SQL 执行造成的等待的时间，那有 没有办法在从库上，让多个 SQL  语句可以并行执行，而不是排队执行呢?

多库并行复制

怎么实现并行复制呢?设想一下，如果 3 条语句是在三个数据库执行，操作各自的 数据库，是不是肯定不会产生并发的问题呢?执行的顺序也没有要求。当然是，所以如  果是操作三个数据库，这三个数据库的从库的 SQL 线程可以并发执行。这是 MySQL 5.6 版本里面支持的多库并行复制。

MySQL主从复制的原理分析

但是在大部分的情况下，我们都是单库多表的情况，在一个数据库里面怎么实现并 行复制呢?或者说，我们知道，数据库本身就是支持多个事务同时操作的;为什么这些  事务在主库上面可以并行执行，却不会出现问题呢?

因为他们本身就是互相不干扰的，比如这些事务是操作不同的表，或者操作不同的 行，不存在资源的竞争和数据的干扰。那在主库上并行执行的事务，在从库上肯定也是  可以并行执行，是不是?比如在 master 上有三个事务同时分别操作三张表，这三个事务 是不是在 slave 上面也可以并行执行呢?

5 异步复制之 GTID 复制

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-gtids.html所以，我们可以把那些在主库上并行执行的事务，分为一个组，并且给他们编号，  这一个组的事务在从库上面也可以并行执行。这个编号，我们把它叫做 GTID(Global Transaction  Identifiers)，这种主从复制的方式，我们把它叫做基于 GTID 的复制。

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如果我们要使用 GTID 复制，我们可以通过修改配置参数打开它，默认是关闭的：

show global variables like 'gtid_mode';

无论是优化 master 和 slave 的连接方式，还是让从库可以并行执行 SQL，都是从数 据库的层面去解决主从复制延迟的问题。

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