MySQL主从复制详解

1、主从复制简介及原理

主从复制（也称 AB 复制）是指一台服务器充当主数据库服务器，另一台或多台服务器充当从数据库服务器，主服务器中的数据自动复制到从服务器之中。对于多级复制，数据库服务器既可充当主机，也可充当从机。MySQL默认采用异步复制方式。
主从复制的过程及原理可以总结如下：

1. master服务器将数据的改变记录二进制binlog日志，当master上的数据发生改变时，则将其改变写入二进制日志中。
2. slave服务器会在一定时间间隔内对master二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变，则开始一个I/OThread请求master二进制事件。
3. 同时主节点为每个I/O线程启动一个dump线程，用于向其发送二进制事件，并保存至从节点本地的中继日志中，从节点将启动SQL线程从中继日志中读取二进制日志，在本地重放，使得其数据和主节点的保持一致。

master-slave.png

2、基于二进制文件位置配置主从复制

基于二进制文件位置的主从复制又可以称为传统复制，即从服务器依赖于主服务器的binlog文件位置，当主库发生数据变更时，binlog pos位点会增长，从库会感应到变化来完成同步。
配置主从复制，我们首先要准备至少两台MySQL实例，一台充当主服务器、一台充当从服务器。由于主从复制依赖于binlog，所以主库必须开启binlog，且主从要配置不同的server_id，下面具体展示下配置过程：

2.1 确认主从库配置参数

MySQL主从服务器建议有如下配置，可以先确认下，如果未配置，则需要修改配置文件然后重启。

# 主库参数配置 要有以下参数
vim /etc/my.cnf 
[mysqld] 
log-bin = binlog  //启用二进制日志
server-id = 137  //服务器唯一ID，默认值是1，一般设置为IP地址的最后一段数字
binlog_format = row //bilog设置为row模式 防止复制出错
# 从库建议配置以下参数
vim /etc/my.cnf 
[mysqld] 
relay-log = relay-bin
server-id = 138

2.2 确定主库二进制位置，创建同步账号

若主从库都是刚刚初始化完成，且主库无操作时，从库可不用同步主库的数据，直接确定主库的binlog位置即可。

# 查看主库binlog文件位置
show master status;
# 主库创建同步账号
create user 'repl'@'%' identified by '123456';
grant replication slave on *.* to 'repl'@'%';
若主库已经运行了一段时间，有业务数据在，而从库刚刚初始化完成，此时则需要备份主库的数据，然后导入从库，使得主从数据一致。
# 主库创建同步账号
create user 'repl'@'%' identified by '123456';
grant replication slave on *.* to 'repl'@'%';
# 全备主库数据
mysqldump -uroot -pxxxx -A -R -E --single-transaction --master-data=2 > all_db.sql
# 从库端恢复
mysql -uroot -pxxxx < all_db.sql
# 从备份文件中可以找到主库的binlog位置

2.3 进入从库，开启主从复制

找到主库二进制文件位置且完成主从数据一致后，我们就可以正式开启主从复制了。

# 进入从库MySQL命令行 执行change master语句连接主库
# 二进制文件名及pos位置由上面步骤获得
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='MySQL主服务器IP地址',
    MASTER_PORT=3306,
    MASTER_USER='repl',
    MASTER_PASSWORD='123456',
    MASTER_LOG_FILE='binlog.000002',
    MASTER_LOG_POS=154;
 
# 开启主从复制 并坚持状态
start slave;
show slave status \G //查看slave状态 确保Slave_IO_Running: Yes Slave_SQL_Running: Yes

3、基于GTID的主从复制

GTID是MySQL 5.6的新特性，其全称是Global Transaction Identifier，可简化MySQL的主从切换以及Failover。GTID用于在binlog中唯一标识一个事务。当事务提交时，MySQL Server在写binlog的时候，会先写一个特殊的Binlog Event，类型为GTID_Event，指定下一个事务的GTID，然后再写事务的Binlog。
在基于GTID的复制中，首先从服务器会告诉主服务器已经在从服务器执行完了哪些事务的GTID值，然后主库会有把所有没有在从库上执行的事务，发送到从库上进行执行，并且使用GTID的复制可以保证同一个事务只在指定的从库上执行一次，这样可以避免由于偏移量的问题造成数据不一致。也就是说，无论是级联情况，还是一主多从的情况，都可以通过GTID自动找位置，而无需像之前那样通过File_name和File_position找主库binlog位置了。
基于GTID的主从复制与上面基于二进制文件位置的主从复制搭建步骤类似，同样简单展示下搭建过程：

3.1 确认主从库配置，开启GTID

# 主库参数配置 要有以下参数
vim /etc/my.cnf 
[mysqld] 
server-id = 137
log-bin = binlog  
binlog_format = row 
gtid-mode = ON //开启gtid模式
enforce-gtid-consistency = ON   //强制gtid一致性，用于保证启动gitd后事务的安全 
# 从库建议配置以下参数
vim /etc/my.cnf 
[mysqld] 
server-id = 138
log-bin = binlog  
binlog_format = row 
gtid-mode = ON 
enforce-gtid-consistency = ON 
relay-log = relay-bin
3.2 创建同步账号，保持主从库数据一致
若主库刚初始化完成或者主库端保留有全部二进制文件，则从库无需手动同步数据。否则需要手动同步数据使得主从一致。
# 主库创建同步账号
create user 'repl'@'%' identified by '123456';
grant replication slave on *.* to 'repl'@'%';
# 若主库刚初始化或保留有完整二进制文件 则无需执行下面步骤
# 全备主库数据
mysqldump -uroot -pxxxx -A -R -E --single-transaction  > all_db.sql
# 从库端恢复
mysql -uroot -pxxxx < all_db.sql

3.3 进入从库，开启主从复制

# 进入从库MySQL命令行 执行change master语句连接主库
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='MySQL主服务器IP地址',
    MASTER_PORT=3306,
    MASTER_USER='repl',
    MASTER_PASSWORD='123456',
    MASTER_AUTO_POSITION = 1;
 
# 开启主从复制 并坚持状态
start slave;
show slave status \G

4、一些经验及建议

在日常学习及工作过程中，主从复制方面也积累了一些经验，下面简单分享几点，希望各位少踩坑。

• 主从两端数据库版本尽量保持一致。
• 主从库参数建议相同，比如字符集、sql_mode这类参数要设置一样。
• 从库服务器性能不能过于落后主库，以免因服务器性能产生主从延迟。
• 所有表强制拥有主键，因为无主键表同步到从库极易产生主从延迟。
• 建议从库设为read only，以防人为误操作从库数据。
• 监控主从延迟及状态，及时解决同步中断或延迟问题。

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