mysql 主从同步原理
Replication 线程
Mysql的 Replication 是一个异步的复制过程,从一个 Mysql instace(我们称之为 Master)复制到另一个 Mysql instance(我们称之 Slave)。在 Master 与 Slave 之间的实现整个复制过程主要由三个线程来完成,其中两个线程(Sql线程和IO线程)在 Slave 端,另外一个线程(IO线程)在 Master 端。
要实现 MySQL 的 Replication ,首先必须打开 Master 端的Binary Log(mysql-bin.xxxxxx)功能,否则无法实现。因为整个复制过程实际上就是Slave从Master端获取该日志然后再在自己身上完全 顺序的执行日志中所记录的各种操作。打开 MySQL 的 Binary Log 可以通过在启动 MySQL Server 的过程中使用 “—log-bin” 参数选项,或者在 my.cnf 配置文件中的 mysqld 参数组([mysqld]标识后的参数部分)增加 “log-bin” 参数项。
MySQL 复制的基本过程如下:
1. Slave 上面的IO线程连接上 Master,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. Master 接收到来自 Slave 的 IO 线程的请求后,通过负责复制的 IO 线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 Slave 端的 IO 线程。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在 Master 端的 Binary Log 文件的名称以及在 Binary Log 中的位置;
3. Slave 的 IO 线程接收到信息后,将接收到的日志内容依次写入到 Slave 端的Relay Log文件(mysql-relay-bin.xxxxxx)的最末端,并将读取到的Master端的bin-log的文件名和位置记录到master- info文件中,以便在下一次读取的时候能够清楚的高速Master“我需要从某个bin-log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,会马上解析该 Log 文件中的内容成为在 Master 端真实执行时候的那些可执行的 Query 语句,并在自身执行这些 Query。这样,实际上就是在 Master 端和 Slave 端执行了同样的 Query,所以两端的数据是完全一样的。
实际上,在老版本中,MySQL 的复制实现在 Slave 端并不是由 SQL 线程和 IO 线程这两个线程共同协作而完成的,而是由单独的一个线程来完成所有的工作。但是 MySQL 的工程师们很快发现,这样做存在很大的风险和性能问题,主要如下:
首先,如果通过一个单一的线程来独立实现这个工作的话,就使复制 Master 端的,Binary Log日志,以及解析这些日志,然后再在自身执行的这个过程成为一个串行的过程,性能自然会受到较大的限制,这种架构下的 Replication 的延迟自然就比较长了。
其次,Slave 端的这个复制线程从 Master 端获取 Binary Log 过来之后,需要接着解析这些内容,还原成 Master 端所执行的原始 Query,然后在自身执行。在这个过程中,Master端很可能又已经产生了大量的变化并生成了大量的 Binary Log 信息。如果在这个阶段 Master 端的存储系统出现了无法修复的故障,那么在这个阶段所产生的所有变更都将永远的丢失,无法再找回来。这种潜在风险在Slave 端压力比较大的时候尤其突出,因为如果 Slave 压力比较大,解析日志以及应用这些日志所花费的时间自然就会更长一些,可能丢失的数据也就会更多。
所以,在后期的改造中,新版本的 MySQL 为了尽量减小这个风险,并提高复制的性能,将 Slave 端的复制改为两个线程来完成,也就是前面所提到的 SQL 线程和 IO 线程。最早提出这个改进方案的是Yahoo!的一位工程师“Jeremy Zawodny”。通过这样的改造,这样既在很大程度上解决了性能问题,缩短了异步的延时时间,同时也减少了潜在的数据丢失量。
当然,即使是换成了现在这样两个线程来协作处理之后,同样也还是存在 Slave 数据延时以及数据丢失的可能性的,毕竟这个复制是异步的。只要数据的更改不是在一个事务中,这些问题都是存在的。
如果要完全避免这些问题,就只能用 MySQL 的 Cluster 来解决了。不过 MySQL的 Cluster 知道笔者写这部分内容的时候,仍然还是一个内存数 据库的解决方案,也就是需要将所有数据包括索引全部都 Load 到内存中,这样就对内存的要求就非常大的大,对于一般的大众化应用来说可实施性并不是太大。当然,在之前与 MySQL 的 CTO David 交流的时候得知,MySQL 现在正在不断改进其 Cluster 的实现,其中非常大的一个改动就是允许数据不用全部 Load 到内存中,而仅仅只是索引全部 Load 到内存中,我想信在完成该项改造之后的 MySQL Cluster 将会更加受人欢迎,可实施性也会更大。
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