Mysql - 读写分离与读负载均衡之Maxscale

一、概述

常见的高可用方案如MMM和MHA等都将重点放在主库上，一旦主库出现故障，通过这些方案能将主库故障进行转移。
本文将给大家介绍一款由mariadb公司出品的中间件Maxscale，该中间件能实现读写分离和读负载均衡，安装和配置都十分简单。
官方文档https://mariadb.com/kb/en/maxscale-22-getting-started/

二、节点介绍

本次实验采用4台虚拟机，操作系统版本Centos6.10，mysql版本5.7.25
maxscale 10.40.16.60  路由  路由节点
node1     10.40.16.61  主库  提供写服务
node2     10.40.16.62  从库  提供读服务
node3     10.40.16.63  从库  提供读服务

节点拓扑图

三、安装

1. 配置一主二从

其中node1是主库，node2和node3是从库。具体的复制搭建这里就省略，要是这都不会，那么该文章对你就没意思了。顺便安利一个自己写的mysql一键安装脚本https://www.cnblogs.com/ddzj01/p/10678296.html
注明：集群中使用的复制账号为repl，密码是'123456'

2. 下载maxscale包

下载地址：https://downloads.mariadb.com/MaxScale/2.2.0/centos/6Server/x86_64/

我在做实验的时候，最开始使用的是maxscale的最新版本(如：2.2.21-GA)，安装完后发现参数文件/etc/maxscale.cnf里面都只支持mariadb(protocol=MariaDBBackend)，而不支持oracle官方的mysql。所以就选用一个了比较老的maxscale版本。等实验做完了，我再试着用最新版本的maxscale软件+老的参数文件也是能够运行的。所以如果使用的oracle官方的mysql，要想使用最新版本的maxscale，则需要使用老版本的参数文件去替换新版本中的参数文件。

3. 安装maxscale

在maxscale节点
yum install -y libaio libaio-devel
rpm -ivh maxscale-2.2.0-1.centos.6.x86_64.rpm

四、配置

1. 在node1(主库)创建相关账号

监控账号，maxscale使用该账号监控集群状态。如果发现某个从服务器复制线程停掉了，那么就不向其转发请求了。
(root@localhost)[(none)]> grant replication slave, replication client on *.* to scalemon@'%' identified by '123456';

路由账号，maxscale使用该账号将不同的请求分发到不同的节点上。当客户端连接到maxscale这个节点上时，maxscale节点会使用该账号去查后端数据库，检查客户端登陆的用户是否有权限或密码是否正确等等。
(root@localhost)[(none)]> grant select on mysql.* to maxscale@'%' identified by '123456';

2. 在maxscale节点配置参数文件/etc/maxscale.cnf

# MaxScale documentation on GitHub:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Documentation-Contents.md

# Global parameters
#
# Complete list of configuration options:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Getting-Started/Configuration-Guide.md

[maxscale]
threads=1            # 线程数，一般与cpu核数相同

# Server definitions
#
# Set the address of the server to the network
# address of a MySQL server.
#

[server1]
type=server
address=10.40.16.61  # node1的ip
port=3306
protocol=MySQLBackend

[server2]
type=server
address=10.40.16.62  # node2的ip
port=3306
protocol=MySQLBackend

[server3]
type=server
address=10.40.16.63  # node3的ip
port=3306
protocol=MySQLBackend

# Monitor for the servers
#
# This will keep MaxScale aware of the state of the servers.
# MySQL Monitor documentation:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Monitors/MySQL-Monitor.md

[MySQL Monitor]
type=monitor
module=mysqlmon
servers=server1,server2,server3  # 集群的所有server
user=scalemon                    # 监控账号
passwd=123456                    # 监控账号密码
monitor_interval=10000           # 监控的时间间隔，单位为毫秒

# Service definitions
#
# Service Definition for a read-only service and
# a read/write splitting service.
#

# ReadConnRoute documentation:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Routers/ReadConnRoute.md

# [Read-Only Service]           # 读负载均衡模块，由于读写分离模块也能实现读负载均衡，因此注释掉该模块
# type=service
# router=readconnroute
# servers=server1
# user=myuser
# passwd=mypwd
# router_options=slave

# ReadWriteSplit documentation:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Routers/ReadWriteSplit.md

[Read-Write Service]
type=service
router=readwritesplit
servers=server1,server2,server3  # 集群的所有server
user=maxscale                    # 路由账号
passwd=123456                    # 路由账号密码
max_slave_connections=100%       # 多少比例的从服务器被使用，默认就是所有的从服务器都提供读服务

# This service enables the use of the MaxAdmin interface
# MaxScale administration guide:
# https://github.com/mariadb-corporation/MaxScale/blob/2.1/Documentation/Reference/MaxAdmin.md

[MaxAdmin Service]
type=service
router=cli

# Listener definitions for the services
#
# These listeners represent the ports the
# services will listen on.
#

# [Read-Only Listener]           # 注释该模块
# type=listener
# service=Read-Only Service
# protocol=MySQLClient
# port=4008

[Read-Write Listener]
type=listener
service=Read-Write Service
protocol=MySQLClient
port=4006

[MaxAdmin Listener]
type=listener
service=MaxAdmin Service
protocol=maxscaled
# socket=default                # 注释该socket
port=6603                       # 为maxadmin选择一个端口

3. 在maxscale节点安装mysql客户端

注意这一步不是必须的，我只是为了方便后面的实验，选择在该节点安装一个mysql客户端，然后通过该客户端去连maxscale
tar -zxvf mysql-5.7.25-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz -C /usr/local/
cd /usr/local/
ln -s mysql-5.7.25-linux-glibc2.12-x86_64 mysql
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin' >> /root/.bash_profile
cd ~
source .bash_profile

五、maxscale相关操作

1. 启动maxscale服务

maxscale -f /etc/maxscale.cnf

2. 登录maxscale管理器

默认的用户名和密码是admin/mariadb
[root@monitor ~]# maxadmin --user=admin --password=mariadb

查看集群状态

可以看到我并没有在maxscale.cnf中指明哪一个是master哪一个是slave，maxscale会自动识别出集群的master与slave角色。所以我们可以将maxscale与mha结合起来，既能实现主库的故障转移，又能实现读写分离和从库的负载均衡。

查看集群中的用户

六、测试

1. 测试读写分离

在node1(主库)上创建一个测试账号
(root@localhost)[(none)]> grant all on *.* to scott@'%' identified by 'tiger';

在maxscale节点连接数据库
[root@monitor ~]# mysql -uscott -ptiger -h10.40.16.60 -P4006
注意这里的-h连接的maxscale节点，-P是maxscale的端口，如果maxscale与mysql client不在同一台机器，还需要关闭maxscale上的防火墙

验证读写分离

可以看到，读的请求就转发给了node2，而写的请求转发给了node1，读写分离验证成功。

2. 测试读负载均衡

在mysql服务器上分别查看当前的连接状态
node1

node2

node3

可以看到在maxscale上面进行的三个连接在这三台mysql服务器上都进行了连接，所不同的是，node2有两个会话在执行该语句，而node3有一个会话在执行该语句。也就是说默认会将读的操作均匀分配到每个从节点中。

3. 单个slave出现故障

修改maxscale.cnf参数，将路由日志的级别设置为info，这步跟实验无关，只是为了方便看日志

重启maxscale服务
ps -ef | grep maxscale | grep -v grep | awk '{print $2}' | xargs kill -9
maxscale -f /etc/maxscale.cnf

停掉node2的复制
(root@localhost)[(none)]> stop slave;

观察/tmp/maxscale.log

查看集群状态

通过客户端连接集群
mysql -uscott -ptiger -h10.40.16.60 -P4006 -BNe "select @@hostname;"

可以看到node2已经不提供读服务了

4. 所有slave都出现故障

停掉node3的复制
(root@localhost)[(none)]> stop slave;

观察/tmp/maxscale.log

查看集群状态

通过客户端连接集群
mysql -uscott -ptiger -h10.40.16.60 -P4006 -BNe "select @@hostname;"

可以看到读写分离已经不再有效，因为没有slave了，只能去主库读。
我看到有的文章写，如果所有从服务器都失效，即使主库正常也会连接失败，需要在配置文件中添加detect_stale_master=true，但是我这里并没有这种情况，可能是早期的maxscale特性导致的，这里仅作为一个记录。

5. 恢复slave

node2&node3
(root@localhost)[(none)]> start slave;

查看集群状态

可以看到slave恢复后，又会自动加入到maxscale中来。

6. 测试从库延迟

在node1(主库)创建数据库和给scalemon用户赋权
(root@localhost)[hello]> grant all on *.* to scalemon@'%' identified by '123456';
(root@localhost)[hello]> create database maxscale_schema;

在maxscale节点修改参数文件/etc/maxscale
添加以下参数

重启maxscale服务
ps -ef | grep maxscale | grep -v grep | awk '{print $2}' | xargs kill -9
maxscale -f /etc/maxscale.cnf

把node2的数据库锁住
(root@localhost)[(none)]> flush table with read lock;

在node1中做点修改
(root@localhost)[hello]> insert into t1 values(2);

过一段时间再连数据库发现只能连接到node3了
mysql -uscott -ptiger -h10.40.16.60 -P4006 -BNe "select @@hostname;"

从库延迟测试成功，但是遗憾的是我通过maxadmin和后台日志都没看出任何异常来，可能是有命令我还没熟吧。

七、总结

maxscale就给大家介绍到这里了，我在网上搜maxscale相关的博客时，发现并不多，而且即使有几篇，也非常老，说明这个中间件使用的并不是很广，如果大家对于这个持异议，欢迎大家留言。如果要在生产中使用这种中间件，还需要多多测试稳定性和加了中间件后查询效率的损耗。

优点：
1. 配置简单
2. 能实现读写分离
3. 能实现读负载均衡

缺点：
1. 由于增加了中间层，所以对查询效率有损耗

2. 中间层节点也容易出现单点故障

本文实验部分取材于https://blog.csdn.net/yehanyy/article/details/78983763