数据库集群 MySQL主从复制

MySQL主从复制

本节内容我们联系使用MySQL的主从复制功能配置Master和Slave节点，验证数据MySQL的数据同步功能。

因为要使用多个MySQL数据库，所以不建议在电脑上安装多个MySQL数据库，最好的办法是使用多个绿色版的MySQL数据库。

MariaDB数据库是MySQL创始人Michael创建的MySQL重要分支。由于Oracle持有了MySQL的版权，MySQL存在闭源的隐患，加之Oracle对MySQL的更新不太重视，所以业界许多公司纷纷采用了完全开源的MariaDB数据库。MariaDB建立在MySQL5.5版本上，所以MariaDB与MySQL的兼容性非常好，并且性能上也做出了很大的优化，社区活跃，软件版本更新迅速，包括谷歌、Facebook等企业纷纷改用MariaDB数据库。

Master数据库

首先把安装到C:\Program Files里面的MariaDB目录复制一份，放置的路径没有要求，但是尽量把数据库放在C盘或者D盘上面，改名DB1。因为这两个盘符的空间处在硬盘磁碟的外圈，所以线速度很快，数据读写速度也很理想。

DB1将要当做主库使用，创建my.ini文件，然后编辑文件内容。

[mysqld]

#数据库字符集

character_set_server = utf8

#MySQL主机名(只可以是数字)

server_id = 10

#端口号

port = 7001

#开启二进制操作日志(日志内容会发送给Slave数据库执行)

log_bin = mysql_bin

sql_mode = NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES

创建start.bat文件，编写启动命令。

cd bin

mysqld --defaults-file=../my.ini --user=root

@pause

执行start.bat命令启动DB1数据库，命令行窗口关闭后也不影响MariaDB的运行。

启动MariaDB客户端，用户名为root，密码是安装MariaDB时候设置的，因此输入正确密码登录即可。

在DB1中创建新的用户给Slave主机同步数据使用，由于root用户权限太大而且无法远程访问，所以必须创建一个新的用户才行。

1. 用户名为backup
2. Slave主机的IP是127.0.0.1
3. 密码设置为abc123456

给backup用户设置服务权限（勾选3个权限）然后保存，具备数据同步的权利。

这时候需要关闭数据库，在DB1连接上右键选择“命令界面”，在命令界面中输出shutdown;回车即可。

关闭了DB1，在data文件夹中删除所有以mysql_bin开头的文件。这些文件是二进制操作日志文件，其中包含了在Master数据库创建slave账号和权限的操作，这部分操作不应该同步到Slave数据上面，所以我们就应该把二进制操作文件都删除。

再次启动DB1数据库

Slave服务器

依照DB1的做法，从C盘安装位置再复制一份MariaDB文件夹，起名为DB2。DB2当做备份数据库，所以我们还是要先创建my.ini文件。

[mysqld]

#数据库字符集

character_set_server = utf8

#MySQL主机名(只可以是数字)

server_id = 20

#端口号

port = 7002

#开启二进制操作日志(日志内容会发送给Slave数据库执行)

log_bin = mysql_bin

#Slave从Master等到mysql_bin的日志数据后先写到本地的relay_bin日志中然后在执行

relay_log = relay_bin

#该参数规定Slave的更新操作是否要写入log_bin

#当A时Master，B是Slave，同时还是C的Master，这个时候就需要开启该参数

#本次实验只验证两台数据库的Master和Slave关系，所以不用开启

#log-slave-updates = 1

#该参数定义Master失联后再次连接的间隔时间(默认60秒)

#master-connect-retry = 60

#Slave数据库的数据不可以更改，只能与Master同步

read-only = 1

sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES

创建start.bat文件，然后启动数据库

使用客户端连接7002端口的DB2，用户名root，密码是安装密码。

启动DB2的命令界面，然后执行如下MySQL命令。

stop slave;

-----------------------------------------------------------------------

change master to master_host='127.0.0.1',master_port=7001,master_user='backup',master_password='abc123456';

-----------------------------------------------------------------------

start slave;

取消命令界面的“自动换行”然后执行下面的语句

show slave status;

如果上图两处状态信息都为YES，那么就代表数据库主从同步已经成功。

为了验证主从同步已经成功，我们在Master数据库中创建student表，然后随意插入数据，接着再查看Slave数据库里面的student表和数据是否已经同步。

双Master双Slave

我们已经有了一个Master数据库和一个Slave数据库，但还显得不够。原因要从两个方面分析。其一，Master和Slave的工作状态由谁来管理。比如DB1宕机，DB2接替工作成为新的Master，那么DB1恢复上线之后，DB1就应该自动变成Slave数据库，同步数据。当DB2宕机，DB1重新成为Master，显然我们需要一种管理DB1和DB2的软件。其二，DB1充当Master，所有的SQL读写操作全部由DB1完成，没有读写分离机制，导致DB的负担过重，效率低下，因此我们需要一种读写分离机制。

开源的MyCat数据库集群软件做的不错，非常适合管理许多MySQL数据库集群。因为是阿里巴巴团队出品，所以实际应用起来效果很好。关于MyCat的介绍这里不过多介绍，请各位访问MyCat的官网（http://www.mycat.org.cn/）

我们将使用MyCat管理MariaDB数据库的集群，它将接管数据的读写分离和主从备份的管理工作。必须要跟大家介绍一下我这里采用的双Master双Slave的集群方式，因为这将关系到MyCat的具体配置。下面我们一起推演从Master/Slave发展到双Master双Slave的过程。

之前我们拥有了DB1和DB2两个数据库，一个当作Master，另一个当作Slave。SQL读写操作全部放在DB1上完成，DB1的负担很重，而且速度也很受影响。故此让DB1变成write节点，DB2变成read节点，SQL语句的分发由MyCat完成。DB1写入/更新的数据会及时备份给DB2，DB2执行SELECT语句会查询到这些数据，这样就实现了读写分离的功能，数据的使用速度大大提高了（不明白读写分离机制好处的同学可以利用百度搜索自行学习）。

读写分离实现了，可是目前还有一个棘手的问题急需解决：主从备份。因为DB2是read节点，当DB1宕机之后，DB2是不能转换成write节点的，所以这就没办法保证主从备份的及时切换。于是我们又想出了一个新办法，再创建一个write节点，让DB3接替DB1的工作，DB4充当DB3的read节点。DB1和DB3都有可能宕机，其中一个宕机，另一个必须立即接替工作，所以DB1和DB3必须保证数据的同步: DB1和DB3互为主从备份。

创建DB3数据库，步骤与之前相同，my.ini文件如下：

[mysqld]

#数据库字符集

character_set_server = utf8

#MySQL主机名(只可以是数字)

server_id = 30

#端口号

port = 7003

#开启二进制操作日志(日志内容会发送给Slave数据库执行)

log_bin = mysql_bin

#Slave从Master等到mysql_bin的日志数据后先写到本地的relay_bin日志中然后在执行

relay_log = relay_bin

#该参数规定Slave的更新操作是否要写入log_bin

log-slave-updates = 1

#该参数定义Master失联后再次连接的间隔时间(默认60秒)

#master-connect-retry = 60

sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES

登录客户端软件，创建backup账户，勾选三个权限，这些操作与之前DB1的完全一致。

关闭DB3数据库，删除data目录中的所有mysql_bin开头的文件，然后重新启动数据。

命令界面执行主从同步的设置命令，如下：

stop slave;

-----------------------------------------------------------------------

change master to master_host='127.0.0.1',master_port=7001,master_user='backup',master_password='abc123456';

-----------------------------------------------------------------------

start slave;

查看主从备份是否成功，如果成功则说明DB3是DB1的Slave数据库。

关闭DB1数据库，重新改写my.ini配置文件。

[mysqld]

#数据库字符集

character_set_server = utf8

#MySQL主机名(只可以是数字)

server_id = 10

#端口号

port = 7001

#开启二进制操作日志(日志内容会发送给Slave数据库执行)

log_bin = mysql_bin

#Slave从Master等到mysql_bin的日志数据后先写到本地的relay_bin日志中然后在执行

relay_log = relay_bin

#该参数规定Slave的更新操作是否要写入log_bin

log-slave-updates = 1

#该参数定义Master失联后再次连接的间隔时间(默认60秒)

#master-connect-retry = 60

sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES

重新启动DB1，在DB1的命令界面设置主从同步，如下：

stop slave;

-----------------------------------------------------------------------

change master to master_host='127.0.0.1',master_port=7003,master_user='backup',master_password='abc123456';

-----------------------------------------------------------------------

start slave;

查看主从配置是否成功，如果成功则说明DB1是DB3的Slave数据库。

仿照DB2的步骤，创建DB4，my.ini中的端口号设置为7004，server_id设置为40，然后设置成DB3的Slave，至此双Master和双Slave配置成功。

下载最新版本的MyCat软件，目前最新版本是1.5，我们下载对应的windows版MyCat。千万要注意，MyCat压缩文件不能解压缩到含有中文和空格的目录下面，例如桌面和C:\Program Files\

因为MyCat是用Java语言开发的数据库集群工具，因此我们必须要安装JDK1.7以上的版本。这里省略JDK的安装过程，需要重点声明，必须要配置path变量和JAVA_HOME变量。

修改mycat\bin\startup_nowrap.bat文件，把-Xms1G和-Xmx2G修改成-Xms128M和-Xmx256M。如果不修改这两处配置，MyCAT很有可能会因为内存空间不够而无法启动。

打开mycat\conf\server.xml文件，里面包含了MyCat默认自带的两个账户(内容可以修改)，以后我们将使用user账户登录MyCat。

打开mycat\conf\schema.xml文件，设置数据库连接。

DB1~DB4的用户名为root，我这里的数据库安装密码为112233。<writeHost>是write节点，<readHost>是read节点，意味着读写分离设置完毕。

<dataHost>标签的balance=3意味着所有的读请求随机分发到<readHost>节点。

1. 当<writeHost>节点宕机，那么它对应的<readHost>节点将不负责处理读操作。
2. 当<readHost>节点宕机，那么读操作将分发给其他的<readHost>节点。

<dataHost>标签的writeType=1意味着<writeHost>节点宕机，MyCat会切换使用其他的<writeHost>。switchType=1代表自动切换从主服务器。

数据切分

至此还没有结束，因为DB1~DB4的双Master双Slave数据库仅仅实现了主从备份和读写分离，数据切分还没有实现。什么是数据切分？比如电商系统的交易记录表数据量就很大，日积月累可能已经到了几千万条记录了。这时候对数据的CRUD操作会很慢，通常情况下MySQL单表数据超过2000万，速度就会迅速下降。像是索引、SQL语句优化等等的作用很不明显，甚至索引会成为一种累赘（海量数据排序）。最根本的解决办法就是缩小MySQL单表数据体积，控制在2000万条以内。超出这个范围就实行切分数据，海量数据保存到不同的数据库数据表中。比如双十一当天产生了5亿条订单，这些记录被切分到50台MySQL数据库中，每个MySQL的订单交易表分得1000万条数据，这样就能保证每台MySQL数据库的性能。

当然了，随着时间的推移，这些MySQL中的数据也会超过2000万条，这时候应该怎么处理？再添加50台MySQL吗？No，No，这时候应该做冷热数据处理。1年内的订单交易的数据最为重要，1年以上的交易数据很少被用到，那么我们编写程序定期将过期的订单转移到几个MySQL数据库中，即便单表数据会超过2000万，由于这些数据极少被用到，所以不用担心速度的问题。冷热数据处理不是我们这篇文章深入讨论的内容，我们要利用MyCat实现数据切分。

DB1~DB4的读写性能和抗风险性都很好，挂掉某个DB节点，其他备用的DB会接替工作。因为DB1和DB3互为主从复制，所以我们不能拿它们做数据切分。如果我们把数据切分到DB1和DB3上，它们的备份机制会保证两个数据库的数据完全相同，这与数据切分的初衷相悖。所以，我们把DB1~DB4当作一个虚拟的切分节点，还需要再创建另外一个虚拟切分节点，当然也需要实现主从复制和读写分离，因此各位同学要创建DB5~DB8数据库，也是采用双Master双Slave的形式，请各位自行完成，请注意DB1~DB4与DB5~DB8没有主从复制关系。

为mycat/conf/schema.xml文件再配置一个<dataHost>，name=localhost2，两个<dataHost>节点用作数据切分。

如下图，修改<dataNode>节点，只保留两个<dataNode>节点。当数据被切分到localhost1上会被保存到db1数据库里面，也就是说DB1~DB4上面都会有db1这个数据库。当数据被切分到localhost2上会被保存到db2数据库里面，意味着DB5~DB6都会有db2数据库。

修改<table>标签，如下图：

执行mycat/bin/ startup_nowrap.bat文件，启动mycat服务器，启动成功界面如下:

在DB1上面创建db1数据库，由于主从备份的缘故，DB2~DB4自动都会创建db1数据库。

在DB5上面创建db2数据库，D6~DB8也会自动创建db2数据库。

用客户端创建一个MyCat连接，端口号为8066，用户名test，密码test

使用MyCat连接到MyCat服务器之后，点击工具栏上面的“查询”，然后再查询窗口中执行SQL语句创建company表。因为schema.xml文件中<table>标签规定了company表是全局表，所以数据会被同样分发到dn1和dn2两个节点。

各位同学在每个数据库连接下面的“表”选项上点击右键刷新就会发现DB1~DB4的db1中存在company表，DB5~DB8的db2中也存在company表。

回到MyCAT的查询面板，接着执行SQL语句插入数据。

然后观察DB1~DB8每个company表是否都包含了插入的数据。

我们再创建一个employee表，如下图：

根据schema.xml文件中<table>标签可知，employee是分片表，数据会被切分。又根据partition-hash-int.txt文件得知，sharding_id列的数据是10000，则记录被切分到dn1节点，DB1~DB4都会保存这条记录，反之保存到dn2节点。

执行插入语句，查看DB1~DB4和DB5~DB8的employee表数据是否是不相同的，完成了数据切分。

为了验证数据库容灾性，我们使用shutdown命令关闭DB1，再次向company和employee插入新数据，检查是否可以执行。然后再启动DB1数据库，观察DB1中的company和employee数据是否已经实时与DB3同步了。这样的话，无论DB1~DB8哪一个数据库宕机都不会影响到数据库集群，也不会损失任何数据。