第 15 章 主从复制
15.1、主从复制概述
15.1.1、如何提升数据库并发能力
在实际工作中，我们常常将 Redis 作为缓存与 MySQL 配合来使用，当有请求的时候，首先会从缓存中进行查找，如果存在就直接取出。如果不存在再访问数据库，这样就 提升了读取的效率，也减少了对后端数据库的 访问压力。Redis 的缓存架构是 高并发架构 中非常重要的一环。
此外，一般应用对数据库而言都是 读多写少，也就说对数据库读取数据的压力比较大，有一个思路就是采用数据库集群的方案，做 主从架构、进行 读写分离，这样同样可以提升数据库的并发处理能力。但并不是所有的应用都需要对数据库进行主从架构的设置，毕竟设置架构本身是有成本的。
如果我们的目的在于提升数据库高并发访问的效率，那么首先考虑的是如何 优化SQL和索引，这种方式简单有效；其次才是采用 缓存的策略，比如使用 Redis 将热点数据保存在内存数据库中，提升读取的效率；最后才是对数据库采用 主从架构，进行读写分离。
按照上面的方式进行优化，使用和维护的成本是由低到高的。
15.1.2、主从复制的作用
主从同步设计不仅可以提高数据库的吞吐量，还有以下 3 个方面的作用。
第 1 个作用：读写分离。我们可以通过主从复制的方式来 同步数据，然后通过读写分离提高数据库并发处理能力。
其中一个是 Master 主库，负责写入数据，我们称之为：写库。
其他都是 Slave 从库，负责读取数据，我们称之为：读库。
当主库进行更新的时候，会自动将数据复制到从库中，而我们在客户端读取数据的时候，会从从库进行读取。
面对 读多写少 的需求，采用读写分离的方式，可以实现 更高的并发访问。同时，我们还能对从服务器进行 负载均衡，让不同的读请求按照策略均匀地分发到不同的从服务器上，让 读取更加顺畅。读取顺畅的另一个原因，就是 减少了锁表 的影响，比如我们让主库负责写，当主库出现写锁的时候，不会影响到从库进行 SELECT 的读取。
第 2 个作用：数据备份。我们通过主从复制将主库上的数据复制到从库上，相当于一种 热备份机制，也就是在主库正常运行的情况下进行的备份，不会影响到服务。
第 3 个作用：具有高可用性。数据备份实际上是一种冗余的机制，通过这种冗余的方式可以换取数据库的高可用性，也就是当服务器出现故障或宕机的情况下，可以切换到从服务器上，保证服务的正常运行。
关于高可用性的程度，我们可以用一个指标衡量，即 正常可用时间 / 全年时间。
比如要达到全年 99.999% 的时间都可用，就意味着系统在一年中的不可用时间不得超过 365*24*60*(1-99 .999%)=5.256 分钟(含系统崩溃的时间、日常维护操作导致的停机时间等)，其他时间都需要保持可用的状态。
实际上，更高的高可用性，意味着需要付出更高的成本代价。在现实中我们需要结合业务需求和成本来进行选择。
15.2、主从复制的原理
Slave 会从 Master 读取 binlog 来进行数据同步。
15.2.1、原理剖析
三个线程
实际上主从同步的原理就是基于 binlog 进行数据同步的。在主从复制过程中，会基于 3个线程 来操作，一个主库线程，两个从库线程。
二进制日志转储线程(Binlog dump thread) 是一个主库线程。当从库线程连接的时候，主库可以将二进制日志发送给从库，当主库读取事件(Event)的时候，会在 Binlog 上 加锁，读取完成之后，再将锁释放掉。
从库 I/O 线程 会连接到主库，向主库发送请求更新 Binlog。这时从库的 I/O 线程就可以读取到主库的二进制日志转储线程发送的 Binlog 更新部分，并且拷贝到本地的中继日志（Relay log）。
从库 SQL 线程 会读取从库中的中继日志，并且执行日志中的事件，将从库中的数据与主库保持同步。
注意：
不是所有版本的 MySQL 都默认开启服务器的二进制日志。在进行主从同步的时候，我们需要先检查服务器是否已经开启了二进制日志。
除非特殊指定，默认情况下从服务器会执行所有主服务器中保存的事件。也可以通过配置，使从服务器执行特定的事件。
复制三步骤：
步骤 1：Master 将写操作记录到二进制日志（ binlog ）。
步骤 2：Slave 将 Master 的 binary log events 拷贝到它的中继日志（ relay log ）；
步骤 3：Slave 重做中继日志中的事件，将改变应用到自己的数据库中。MySQL 复制是异步的且串行化的，而且重启后从 接入点 开始复制。
复制的问题：
复制的最大问题：延时。
15.2.2、复制的基本原则
- 每个
Slave只有一个Master。 - 每个
Slave只能有一个唯一的服务器 ID。 - 每个
Master可以有多个Slave。
15.3、一主一从架构搭建
一台 主机 用于处理所有 写请求，一台 从机 负责所有 读请求，架构图如下：
15.3.1、准备工作
- 准备 2 台 CentOS 虚拟机。
- 每台虚拟机上需要安装好 MySQL(这里用的是 MySQL v8.0.31)。
说明：前面我们讲过如何克隆一台 CentOS。大家可以在一台 CentOS 上安装好 MySQL，进而通过克隆的方式复制出 1 台包含 MySQL 的虚拟机。
注意：克隆的方式需要修改新克隆出来主机的。
MAC 地址IP 地址hostnameUUID
此外，克隆的方式生成的虚拟机（包含 MySQL Server），则克隆的虚拟机 MySQL Server 的 UUID 相同，必须修改，否则在有些场景会报错。比如：show slave status\G，报如下的错误：
Last_IO_Error: Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have
equal MySQL server UUIDs; these UUIDs must be different for replication to work.修改 MySQL Server 的 UUID 方式：
vim /var/lib/mysql/auto.cnf
systemctl restart mysqld15.3.2、Master 服务器配置文件
建议 mysql 版本一致且后台以服务运行，主从所有配置项都配置在 [mysqld] 节点下，且都是小写字母。
具体参数配置如下：
-
必选
#[必须]主服务器唯一ID server-id=1 #[必须]启用二进制日志,指名路径。比如：自己本地的路径/log/mysqlbin log-bin=atguigu-bin -
可选
#[可选] 0（默认）表示读写（主机），1表示只读（从机） read-only=0 #设置日志文件保留的时长，单位是秒 binlog_expire_logs_seconds=6000 #控制单个二进制日志大小。此参数的最大和默认值是1GB max_binlog_size=200M #[可选]设置不要复制的数据库 binlog-ignore-db=test #[可选]设置需要复制的数据库,默认全部记录。比如：binlog-do-db=atguigu_master_slave binlog-do-db=需要复制的主数据库名字 #[可选]设置binlog格式 binlog_format=STATEMENT
重启后台 mysql 服务，使配置生效。
注意：先搭建完主从复制，再创建数据库。MySQL 主从复制起始时，从机不继承主机数据。
15.3.2.1、binlog 格式之 STATEMENT 模式
binlog 格式设置成 STATEMENT 模式，基于 SQL 语句的复制(statement-based replication, SBR)。
binlog_format=STATEMENT每一条会修改数据的 sql 语句会记录到 binlog 中。这是默认的 binlog 格式。
- SBR 的优点：
- 历史悠久，技术成熟。
- 不需要记录每一行的变化，减少了 binlog 日志量，文件较小。
- binlog 中包含了所有数据库更改信息，可以据此来审核数据库的安全等情况。
- binlog 可以用于实时的还原，而不仅仅用于复制。
- 主从版本可以不一样，从服务器版本可以比主服务器版本高。
- SBR 的缺点：
- 不是所有的 UPDATE 语句都能被复制，尤其是包含不确定操作的时候。
- 使用以下函数的语句也无法被复制：LOAD_FILE()、UUID()、USER()、FOUND_ROWS()、SYSDATE() (除非启动时启用了 --sysdate-is-now 选项)
- INSERT ... SELECT 会产生比 RBR 更多的行级锁。
- 复制需要进行全表扫描(WHERE 语句中没有使用到索引)的 UPDATE 时，需要比 RBR 请求更多的行级锁。
- 对于有 AUTO_INCREMENT 字段的 InnoDB 表而言，INSERT 语句会阻塞其他 INSERT 语句。
- 对于一些复杂的语句，在从服务器上的耗资源情况会更严重，而 RBR 模式下，只会对那个发生变化的记录产生影响。
- 执行复杂语句如果出错的话，会消耗更多资源。
- 数据表必须几乎和主服务器保持一致才行，否则可能会导致复制出错。
15.3.2.2、binlog 格式之 ROW 模式
binlog 格式设置成 ROW 模式，基于行的复制(row-based replication, RBR)。
binlog_format=ROW5.1.5 版本的 MySQL 才开始支持，不记录每条 sql 语句的上下文信息，仅记录哪条数据被修改了，修改成什么样了。
- RBR 的优点：
- 任何情况都可以被复制，这对复制来说是最
安全可靠的。（比如：不会出现某些特定情况下的存储过程、function、trigger 的调用和触发无法被正确复制的问题）。 - 多数情况下，从服务器上的表如果有主键的话，复制就会快了很多。
- 复制以下几种语句时的行锁更少：INSERT ... SELECT、包含 AUTO_INCREMENT 字段的 INSERT、没有附带条件或者并没有修改很多记录的 UPDATE 或 DELETE 语句。
- 执行 INSERT，UPDATE，DELETE 语句时锁更少。
- 从服务器上采用
多线程来执行复制成为可能。
- 任何情况都可以被复制，这对复制来说是最
- RBR 的缺点：
- binlog 大了很多。
- 复杂的回滚时 binlog 中会包含大量的数据。
- 主服务器上执行 UPDATE 语句时，所有发生变化的记录都会写到 binlog 中，而 SBR 只会写一次，这会导致频繁发生 binlog 的并发写问题。
- 无法从 binlog 中看到都复制了些什么语句。
15.3.2.3、binlog 格式之 MIXED 模式
binlog 格式设置成 MIXED 模式，混合模式复制(mixed-based replication, MBR)。
binlog_format=MIXED从 5.1.8 版本开始，MySQL 提供了 Mixed 格式，实际上就是 Statement 与 Row 的结合。
在 Mixed 模式下，一般的语句修改使用 statment 格式保存 binlog。如一些函数，statement 无法完成主从复制的操作，则采用 row 格式保存 binlog。
MySQL 会根据执行的每一条具体的 sql 语句来区分对待记录的日志形式，也就是在 Statement 和 Row 之间选择一种。
15.3.3、Slave 服务器配置文件
要求主从所有配置项都配置在 my.cnf 的 [mysqld] 片段下，且都是小写字母。
-
必选
#[必须]从服务器唯一ID server-id=2 -
可选
#[可选]启用中继日志 relay-log=mysql-relay
重启后台 mysql 服务，使配置生效。
注意：主从服务器都关闭防火墙
# CentOS 6 service iptables stop # CentOS 7 systemctl stop firewalld.service
15.3.4、Master 建立账户并授权
# 在 Master MySQL v5.5 v5.7 里执行授权主从复制的命令
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'Slave数据库IP' IDENTIFIED BY 'WelC0me168!';# 在 Master MySQL v8.0 里执行授权主从复制的命令
CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED BY 'WelC0me168!';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';
# 此语句必须执行。否则见下面。
ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'WelC0me168!';
flush privileges;注意：在 Slave 执行 show slave status\G 时报错：
Last_IO_Error: error connecting to master 'slave1@192.168.1.150:3306' - retry-time: 60 retries: 1 message: Authentication plugin 'caching_sha2_password' reported error: Authentication requires secure connection.
查询 Master 的状态，并记录下 File 和 Position 的值。
mysql> SHOW MASTER STATUS;
+--------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+--------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| atguigu-bin.000001 | 1144 | | | |
+--------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)- 记录下 File 和 Position 的值。
注意：执行完此步骤后不要再操作主服务器 MySQL，防止主服务器状态值变化。
15.3.5、Slave 配置需要复制的主机
步骤 1：Slave 上复制主机的命令
CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='主机的IP地址',
MASTER_USER='主机用户名',
MASTER_PASSWORD='主机用户名的密码',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.具体数字',
MASTER_LOG_POS=具体值;实例：
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.50.21', MASTER_USER='slave1', MASTER_PASSWORD='WelC0me168!', MASTER_LOG_FILE='atguigu-bin.000001',MASTER_LOG_POS=1144;
Query OK, 0 rows affected, 8 warnings (0.02 sec)步骤 2：启动 Slave
# 启动slave同步
START SLAVE;实例：
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.18 sec)如果报错：
mysql> start slave;
ERROR 1872 (HY000): Slave failed to initialize relay log info structure from the repository......可以执行如下操作，删除之前的 relay_log 信息。然后重新执行 CHANGE MASTER TO ... 语句即可。
mysql> reset slave; # 删除SLAVE数据库的relaylog日志文件，并重新启用新的relaylog文件接着，查看同步状态：
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G;
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for source to send event
Master_Host: 192.168.50.21
Master_User: slave1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: atguigu-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 1144
Relay_Log_File: slave-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 328
Relay_Master_Log_File: atguigu-bin.000001
Slave_IO_Running: Yes # 这两个都是yes，说明同步配置成功了
Slave_SQL_Running: Yes # 这两个都是yes，说明同步配置成功了
......如果上面两个显示不是yes，则说明主从配置异常，可偿试如下思路排查：
1. 网络不通
2. 账户密码错误
3. 防火墙
4. mysql配置文件问题
5. 连接服务器时语法
6. 主服务器mysql权限注意：mysql 在 v8.0.22 以后废弃了 show slave status 命令，取而代之的是 SHOW REPLICA STATUS 命令，参见官方文档。另外，这些命令展示的参数在运维层面很重要，特别是故障恢复的时候，请参照这些官方文档详细研究。
15.3.6、一主一从测试
master：新建库、新建表、insert 记录。
CREATE DATABASE atguigu_master_slave;
USE atguigu_master_slave;
CREATE TABLE mytbl(id INT,NAME VARCHAR(16));
INSERT INTO mytbl VALUES(1, 'zhang3');
INSERT INTO mytbl VALUES(2,@@hostname);slave：查看是否复制过来了。
mysql> use atguigu_master_slave;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A
Database changed
mysql>
mysql> select * from mytbl;
+------+--------+
| id | NAME |
+------+--------+
| 1 | zhang3 |
| 2 | master |
+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)15.3.7、停止主从同步
停止主从同步命令：
stop slave;如果再一次 start slave 是可以继续同步数据的。这是为什么呢？
其实执行 stop slave；就是分别关闭了 I/O 线程（stop slave IO_THREAD）和 SQL 线程（stop slave SQL_THREAD），I/O 线程会维护 master.info 信息的更新，SQL 线程会维护 relay-log.info 信息的更新，在执行 start slave 的时候，会依照 master.info 和 relay-log.info 信息，继续执行 I/O 线程和 SQL 线程。
重新配置主从，需要在从机上执行：
stop slave;
reset master; # 删除Master中所有的binglog文件，并将日志索引文件清空，重新开始所有新的日志文件(慎用)15.3.8、Slave 快速复制
如何通过一个从库再复制一个新的从库呢，可以参考如下步骤：
- 在从库上面 stop slave IO_THREAD；关闭 IO 线程。
- 等待 SQL 线程执行完成，当 Relay_Master_Log_File 和 Master_Log_File 二进制日志文件名一致，且 Exec_Master_Log_Pos 等于 Read_Master_Log_Pos 值。
- mysqldump 导出所需要的库，到新的从库服务器，并导入。
- 主库授权 replication slave 权限给新的从库。
- 新的从库使用 change master to 命令，master_log_file 对应 Master_Log_File 值，master_log_pos 对应 Read_Master_Log_Pos 值。
- 在从库执行 start slave IO_THREAD；在新的从库上执行 start slave；
15.4、双主双从架构
有了一主一从的架构设计经验，我们可以在此基础上继续扩展，提高并发能力，当然成本也会越来越高。
一个主机 master1 用于处理所有写请求，它的从机 slave1 和另一台主机 master2 还有它的从机 slave2 负责所有读请求。
当 master1 主机宕机后，master2 主机负责写请求，master1、master2 互为备机。
15.4.1、服务器规划
| 编号 | 角色 | IP 地址 | 机器名 |
|---|---|---|---|
| 1 | Master1 | 192.168.50.101 | master1 |
| 2 | Slave1 | 192.168.50.201 | slave1 |
| 3 | Master2 | 192.168.50.102 | master2 |
| 4 | Slave2 | 192.168.50.202 | slave2 |
15.4.2、双 Master 配置文件修改
master1(192.168.50.101)：
[root@master1 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
log-error=/var/log/mysqld.log
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid
# 主服务器唯一ID （与 Master2，...... MasterN 的不同点）
server-id=1
# 启用二进制日志
log-bin=mysql-bin
# 从库的中继日志，主库日志写到中继日志，中继日志再重做到从库
# relay-log=myslql-relay-bin
# binlog保留时间7天
expire_logs_days=7
# binlog 文件的大小
max_binlog_size=1G
# 设置logbin格式。取值：STATEMENT （默认），ROW，MIXED
binlog_format=ROW
# 该从库是否写入二进制日志。如果需要成为多主则可启用。只读可以不需要
log-slave-updates=1
# 该服务器自增列的初始值。（与 Master2，...... MasterN 的不同点）
auto-increment-offset=1
# 该服务器自增列增量。其默认值是1， 取值范围是1 .. 65535
auto-increment-increment=2
# 设置不要复制的数据库(可设置多个)
binlog-ignore-db=information_schema
binlog-ignore-db=mysql
binlog-ignore-db=performance_schema
binlog-ignore-db=sys
# 设置需要复制的数据库（可选）。
# 如果要配置了此项，则 mysql 只复制下面指定的数据库。
# 如果不配置此项，则 mysql 默认复制所有的数据库（不包含 binlog-ignore-db 的数据库）
# binlog-do-db=需要复制的主数据库1
# binlog-do-db=需要复制的主数据库2master2(192.168.50.102)：
[root@master2 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
log-error=/var/log/mysqld.log
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid
# 主服务器唯一ID。（与 Master1，Master3，...... MasterN 的不同点）
server-id=3
# 启用二进制日志
log-bin=mysql-bin
# 从库的中继日志，主库日志写到中继日志，中继日志再重做到从库
# relay-log=myslql-relay-bin
# binlog保留时间7天
expire_logs_days=7
# binlog 文件的大小
max_binlog_size=1G
# 设置logbin格式。取值： STATEMENT （默认），ROW，MIXED
binlog_format=ROW
# 双主模式中，log-slave-updates必须配置。因为作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件
log-slave-updates=1
# 该服务器自增列的初始值。取值范围是1 .. 65535
auto-increment-offset=2
# 该服务器自增列增量。（与 Master1，Master 3， ...... MasterN 的不同点）
auto-increment-increment=2
# 设置不要复制的数据库(可设置多个)
binlog-ignore-db=information_schema
binlog-ignore-db=mysql
binlog-ignore-db=performance_schema
binlog-ignore-db=sys
# 设置需要复制的数据库（可选）
# 如果要配置了此项，则 mysql 只复制下面指定的数据库。
# 如果不配置此项，则 mysql 默认复制所有的数据库（不包含 binlog-ignore-db 的数据库）
# binlog-do-db=需要复制的主数据库1
# binlog-do-db=需要复制的主数据库2重启 mysql 服务，使配置生效：
[root@master1 ~]# systemctl restart mysqld[root@master2 ~]# systemctl restart mysqld15.4.3、双 Slave 配置文件修改
slave1(192.168.50.201)：
[root@slave1 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
log-error=/var/log/mysqld.log
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid
# 从服务器唯一ID
server-id=2
# 启用中继日志
relay-log=mysql-relayslave2(192.168.50.202)：
[root@slave2 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
log-error=/var/log/mysqld.log
pid-file=/var/run/mysqld/mysqld.pid
# 从服务器唯一ID
server-id=4
# 启用中继日志
relay-log=mysql-relay重启 mysql 服务，使配置生效：
[root@slave1 ~]# systemctl restart mysqld[root@slave2 ~]# systemctl restart mysqld15.4.4、双 Master 建立账户并授权
master1(192.168.50.101)：
mysql> CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED BY 'WelC0me168!';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'WelC0me168!';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> SHOW MASTER STATUS;
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| mysql-bin.000003 | 1166 | | information_schema,mysql,performance_schema,sys | |
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)master2(192.168.50.102)：
mysql> CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED BY 'WelC0me168!';
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'WelC0me168!';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> SHOW MASTER STATUS;
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
| mysql-bin.000003 | 1165 | | information_schema,mysql,performance_schema,sys | |
+------------------+----------+--------------+-------------------------------------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)分别记录下 File 和 Position 的值，执行完此步骤后不要再操作主服务器 MySQL，防止主服务器状态值变化。
15.4.5、双 Slave 执行 change master
slave1(192.168.50.201)：
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.50.101',
-> MASTER_USER='slave1',
-> MASTER_PASSWORD='WelC0me168!',
-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
-> MASTER_LOG_POS=1166;
Query OK, 0 rows affected, 8 warnings (0.02 sec)
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.02 sec)
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for source to send event
Master_Host: 192.168.50.101
Master_User: slave1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000003
Read_Master_Log_Pos: 1166
Relay_Log_File: mysql-relay.000002
Relay_Log_Pos: 326
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yesslave2(192.168.50.202)：
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.50.102',
-> MASTER_USER='slave1',
-> MASTER_PASSWORD='WelC0me168!',
-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
-> MASTER_LOG_POS=1165;
Query OK, 0 rows affected, 8 warnings (0.24 sec)
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.07 sec)
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for source to send event
Master_Host: 192.168.50.102
Master_User: slave1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000003
Read_Master_Log_Pos: 1165
Relay_Log_File: mysql-relay.000002
Relay_Log_Pos: 326
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes当 Slave_IO_Running、Slave_SQL_Running 两个参数都是 Yes，则说明主从配置成功！
15.4.6、双 Master 互相 change master
因为是双主双从，所以要配置 Master2 复制 Master1，Master1 复制 Master2。
master2(192.168.50.102)：相当于 Master2 作为从机，复制主机 Master1(101) 上的数据。
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.50.101',
-> MASTER_USER='slave1',
-> MASTER_PASSWORD='WelC0me168!',
-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
-> MASTER_LOG_POS=1166;
Query OK, 0 rows affected, 8 warnings (0.02 sec)
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for source to send event
Master_Host: 192.168.50.101
Master_User: slave1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000003
Read_Master_Log_Pos: 1166
Relay_Log_File: master2-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 326
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yesmaster1(192.168.50.101)：相当于 Master1 作为从机，复制主机 Master2(102) 上的数据。
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.50.102',
-> MASTER_USER='slave1',
-> MASTER_PASSWORD='WelC0me168!',
-> MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
-> MASTER_LOG_POS=1165;
Query OK, 0 rows affected, 8 warnings (0.02 sec)
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
mysql> SHOW SLAVE STATUS\G
*************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for source to send event
Master_Host: 192.168.50.102
Master_User: slave1
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-bin.000003
Read_Master_Log_Pos: 1165
Relay_Log_File: master1-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 326
Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes当 Slave_IO_Running、Slave_SQL_Running 两个参数都是 Yes，则说明主从配置成功！
15.4.7、双主双从测试
在 Master1 主机新建库、新建表、insert 记录，然后在 Master2、Slave1、Slave2 上查看复制是否成功。
# Master1
mysql> CREATE DATABASE IF NOT EXISTS school;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> USE school;
Database changed
mysql> CREATE TABLE student(stu_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, stu_name VARCHAR(20), stu_age INT(11), stu_sex CHAR(4)) ENGINE=InnoDB;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.04 sec)
mysql> INSERT INTO student values (1, "李强", 28, "男"),
-> (2, "岳风", 30, "男"),
-> (3, "宋秋", 22, "男"),
-> (4, "莫男", 23, "女");
Query OK, 4 rows affected (0.07 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0通过验证，另外三个节点上都可以得到如下结果：
mysql> use school;
Database changed
mysql>
mysql> select * from student;
+--------+----------+---------+---------+
| stu_id | stu_name | stu_age | stu_sex |
+--------+----------+---------+---------+
| 1 | 李强 | 28 | 男 |
| 2 | 岳风 | 30 | 男 |
| 3 | 宋秋 | 22 | 男 |
| 4 | 莫男 | 23 | 女 |
+--------+----------+---------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)15.5、同步数据一致性问题
主从同步的要求：
- 读库和写库的数据一致(最终一致)；
- 写数据必须写到写库；
- 读数据必须到读库(不一定)；
15.5.1、理解主从延迟问题
进行主从同步的内容是二进制日志，它是一个文件，在进行 网络传输 的过程中就一定会 存在主从延迟（比如 500ms），这样就可能造成用户在从库上读取的数据不是最新的数据，也就是主从同步中的 数据不一致性 问题。
举例：导致主从延迟的时间点主要包括以下三个：
- 主库 A 执行完成一个事务，写入 binlog，我们把这个时刻记为 T1；
- 之后传给从库 B，我们把从库 B 接收完这个 binlog 的时刻记为T2；
- 从库 B 执行完成这个事务，我们把这个时刻记为 T3。
15.5.2、主从延迟问题原因
在网络正常的时候，日志从主库传给从库所需的时间是很短的，即 T2-T1 的值是非常小的。即网络正常情况下，主备延迟的主要来源是备库接收完 binlog 和执行完这个事务之间的时间差。
主备延迟最直接的表现是，从库消费中继日志（relay log）的速度，比主库生产 binlog 的速度要慢。造成原因：
-
从库的机器性能比主库要差
-
从库的压力大
-
大事务的执行
举例 1：一次性用 delete 语句删除太多数据。
结论：后续再删除数据的时候，要控制每个事务删除的数据量，分成多次删除。
举例 2：一次性用 insert...select 插入太多数据。
举例 3：大表 DDL，比如在主库对一张 500W 的表添加一个字段耗费了 10 分钟，那么从节点上也会耗费 10 分钟。
15.5.3、如何减少主从延迟
若想要减少主从延迟的时间，可以采取下面的办法：
- 降低多线程大事务并发的概率，优化业务逻辑
- 优化 SQL，避免慢 SQL，
减少批量操作，建议写脚本以 update-sleep 这样的形式完成。 提高从库机器的配置，减少主库写 binlog 和从库读 binlog 的效率差。- 尽量采用
短的链路，也就是主库和从库服务器的距离尽量要短，提升端口带宽，减少 binlog 传输的网络延时。 - 实时性要求的业务读强制走主库，从库只做灾备，备份。
15.5.4、如何解决一致性问题
如果操作的数据存储在同一个数据库中，那么对数据进行更新的时候，可以对记录加写锁，这样在读取的时候就不会发生数据不一致的情况。但这时从库的作用就是 备份，并没有起到 读写分离，分担主库 读压力 的作用。
读写分离情况下，解决主从同步中数据不一致的问题，就是解决主从之间 数据复制方式 的问题，如果按照数据一致性 从弱到强 来进行划分，有以下 3 种复制方式。
15.5.4.1、异步复制
异步模式就是客户端提交 COMMIT 之后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，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。
15.5.4.2、半同步复制
MySQL5.5 版本之后开始支持半同步复制的方式。原理是在客户端提交 COMMIT 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。
在 MySQL5.7 版本中还增加了一个 rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count 参数，可以对应答的从库数量进行设置，默认为 1，也就是说只要有 1 个从库进行了响应，就可以返回给客户端。如果将这个参数调大，可以提升数据一致性的强度，但也会增加主库等待从库响应的时间。
15.5.4.3、组复制
异步复制和半同步复制都无法最终保证数据的一致性问题，半同步复制是通过判断从库响应的个数来决定是否返回给客户端，虽然数据一致性相比于异步复制有提升，但仍然无法满足对数据一致性要求高的场景，比如金融领域。MGR 很好地弥补了这两种复制模式的不足。
组复制技术，简称 MGR（MySQL Group Replication）。是 MySQL 在 5.7.17 版本中推出的一种新的数据复制技术，这种复制技术是基于 Paxos 协议的状态机复制。
MGR 是如何工作的？
首先我们将多个节点共同组成一个复制组，在 执行读写（RW）事务 的时候，需要通过一致性协议层（Consensus 层）的同意，也就是读写事务想要进行提交，必须要经过组里“大多数人”（对应 Node 节点）的同意，大多数指的是同意的节点数量需要大于（N/2+1），这样才可以进行提交，而不是原发起方一个说了算。而针对 只读（RO）事务 则不需要经过组内同意，直接 COMMIT 即可。
在一个复制组内有多个节点组成，它们各自维护了自己的数据副本，并且在一致性协议层实现了原子消息和全局有序消息，从而保证组内数据的一致性。
MGR 将 MySQL 带入了数据强一致性的时代，是一个划时代的创新，其中一个重要的原因就是 MGR 是基于 Paxos 协议的。
Paxos 算法是由 2013 年的图灵奖获得者 Leslie Lamport 于 1990 年提出的，有关这个算法的决策机制可以搜一下。
事实上，Paxos 算法提出来之后就作为 分布式一致性算法 被广泛应用，比如 Apache 的 ZooKeeper 也是基于 Paxos 实现的。
15.6、知识延伸
在主从架构的配置中，如果想要采取读写分离的策略，我们可以 自己编写程序，也可以通过 第三方的中间件 来实现。
- 自己编写程序的好处就在于比较自主，我们可以自己判断哪些查询在从库上来执行，针对实时性要求高的需求，我们还可以考虑哪些查询可以在主库上执行。同时，程序直接连接数据库，减少了中间件层，相当于减少了性能损耗。
- 采用中间件的方法有很明显的优势，
功能强大，使用简单。但因为在客户端和数据库之间增加了中间件层会有一些性能损耗，同时商业中间件也是有使用成本的。我们也可以考虑采取一些优秀的开源工具。
Cobar：属于阿里 B2B 事业群，始于 2008 年，在阿里服役 3 年多，接管 3000+ 个 MySQL 数据库的 schema，集群日处理在线 SQL 请求 50 亿次以上。由于 Cobar 发起人的离职，Cobar 停止维护。
Mycat：是开源社区在阿里 cobar 基础上进行二次开发，解决了 cobar 存在的问题，并且加入了许多新的功能在其中。青出于蓝而胜于蓝。
OneProxy：基于 MySQL 官方的 proxy 思想利用 c 语言进行开发的，OneProxy 是一款商业收费的中间件。舍弃了一些功能，专注在性能和稳定性上。
kingshard：由小团队用 go 语言开发，还需要发展，需要不断完善。
Vitess：是 Youtube 生产在使用，架构很复杂。不支持 MySQL 原生协议，使用需要大量改造成本。
Atlas：是 360 团队基于 mysql proxy 改写，功能还需完善，高并发下不稳定。
MaxScale：是 mariadb（MySQL 原作者维护的一个版本）研发的中间件。
MySQLRoute：是 MySQL 官方 Oracle 公司发布的中间件。
主备切换：
- 主动切换
- 被动切换
- 如何判断主库出问题了？如何解决过程中的数据不一致性问题 ?
