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  • 主从复制

    2021-01-25 10:45:04
    一、什么是主从复制? 主从复制,是用来建立一个和主数据库完全一样的数据库环境,称为从数据库;主数据库一般是准实时的业务数据库。 二、主从复制的作用 1、架构的扩展:业务量越来越大,I/O访问频率过高,单机...

    一、什么是主从复制?

    主从复制,是用来建立一个和主数据库完全一样的数据库环境,称为从数据库;主数据库一般是准实时的业务数据库。

    二、主从复制的作用

    1、架构的扩展:业务量越来越大,I/O访问频率过高,单机无法满足,此时做多库的存储,物理服务器增加,负荷增加。

    2、读写分离:使数据库能支撑更大的并发。主从只负责各自的写和读,极大程度的缓解X锁和S锁争用。在报表中尤其重要。由于部分报表sql语句非常的慢,导致锁表,影响前台服务。如果前台使用master,报表使用slave,那么报表sql将不会造成前台锁,保证了前台速度。

    3、做数据的热备:作为后备数据库,主数据库服务器故障后,可切换到从数据库继续工作,避免数据丢失。

    三、常见应用主从复制的中间件

    1. MySql主从复制

    MySQL 主从复制是指数据可以从一个MySQL数据库服务器主节点复制到一个或多个从节点。MySQL 默认采用异步复制方式,这样从节点不用一直访问主服务器来更新自己的数据,数据的更新可以在远程连接上进行,从节点可以复制主数据库中的所有数据库或者特定的数据库,或者特定的表。

    主要用途有:实现读写分离、数据实时备份、实现高可用、实现高扩展

    2. Redis主从复制

    主从复制的作用是为了解决数据冗余、故障恢复、读负载均衡等问题。主从复制的操作是slaveof命令。

    主从复制的原理:主从复制包括了连接建立阶段、数据同步阶段、命令传播阶段;其中数据同步阶段,有全量复制和部分复制两种数据同步方式;命令传播阶段,主从节点之间有PING和REPLCONF ACK命令互相进行心跳检测。

    应用中的问题:包括读写分离的问题(数据不一致问题、数据过期问题、故障切换问题等)、复制超时问题、复制中断问题等,然后总结了主从复制相关的配置,其中repl-timeout、client-output-buffer-limit slave等对解决Redis主从复制中出现的问题可能会有帮助。

    主从复制虽然解决或缓解了数据冗余、故障恢复、读负载均衡等问题,但其缺陷仍很明显:故障恢复无法自动化;写操作无法负载均衡;存储能力受到单机的限制;这些问题的解决,需要哨兵和集群的帮助,我将在后面的文章中介绍,欢迎关注。

    3. Elasticsearch主从复制

    Elasticsearch 中存储的索引分片也可以被复制到多个节点中;

    4. HDFS主从复制

    写入到 HDFS 中文件也会被复制到多个 DataNode 中。

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  • 文章目录什么是主从复制为什么需要主从复制mysql的主从复制mysql主从复制数据一致性问题方法 1:异步复制方法 2:半同步复制方法 3:组复制三种复制总结redis的主从复制 什么是主从复制 是一种数据备份的方案。 简单...

    什么是主从复制

    是一种数据备份的方案。

    简单来说,是使用两个或两个以上相同的数据库,将一个数据库当做主数据库,而另一个数据库当做从数据库。主数据库中进行相应操作时,从数据库记录下所有主数据库的操作,使其二者一模一样。

    image-20200623170950718

    为什么需要主从复制

    • 读写分离: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,提高数据库的吞吐量。
    • 数据备份:我们通过主从复制将主库上的数据复制到了从库上,相当于是一种热备份机制,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。
    • 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。

    mysql的主从复制

    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,当主库读取事件的时候,会在 Binlog 上加锁,读取完成之后,再将锁释放掉。(当从库线程连接的时候可以将二进制日志发送给从库

    • 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,并且拷贝到本地形成中继日志(Relay log)。(接到主库,向主库发送请求更新binlog

    • 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,从而将从库中的数据与主库保持同步。(读取从库中的中继日志,并且执行日志中的事件

    总结:从库I/O线程向主库发起更新请求,主库转储线程向从库发送binlog二进制日志,作为中继日志,从库SQL线程从中继日志读取进行同步 (记忆为:请求–响应–执行)

    image-20200623165942887

    MySQL复制的两种方法

    (1)传统方式
    基于主库的bin-log将日志事件和事件位置复制到从库,从库再加以应用来达到主从同步的目的。

    (2)GTID方式(global transaction identitifiers)

    • 是基于事物来复制数据,因此也就不依赖日志文件,同时又能更好的保证主从库数据一致性。
    • 基于GTID的复制是从Mysql5.6开始支持的一种新的复制方式,此方式与传统基于日志的方式存在很大的差异,在原来的基于日志的复制中,从服务器连接到主服务器并告诉主服务器要从哪个二进制日志的偏移量开始执行增量同步,这时我们如果指定的日志偏移量不对,这与可能造成主从数据的不一致,而基于GTID的复制会避免。
    • 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。
    • 什么是GTID,也就是全局事务ID,其保证为每一个在主上提交的事务在复制集群中可以生成一个唯一的ID。

    mysql支持的复制类型

    基于语句的复制
    主服务器上面执行的语句在从服务器上面再执行一遍,在MySQL-3.23版本以后支持。
    基于行复制
    把主服务器上面改编后的内容直接复制过去,而不关心到底改变该内容是由哪条语句引发的,在MySQL-5.0版本以后引入。
    混合复制类型
    MySQL默认使用基于语句的复制,当基于语句的复制会引发问题的时候就会使用基于行的复制,MySQL会自动进行选择。

    在MySQL主从复制架构中,读操作可以在所有的服务器上面进行,而写操作只能在主服务器上面进行。主从复制架构虽然给读操作提供了扩展,可如果写操作也比较多的话(多台从服务器还要从主服务器上面同步数据),单主模型的复制中主服务器势必会成为性能瓶颈。

    mysql主从复制数据一致性问题

    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。 比如我们对一条记录进行更新,这个操作是在主库上完成的,而在很短的时间内(比如 100ms)又对同一个记录进行了读取,这时候从库还没有完成数据的更新,那么我们通过从库读到的数据就是一条旧的记录。

    所以在进行读写分离的同时,要解决主从同步中数据不一致的问题,也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。

    方法 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。

    image-20200623172429046

    方法 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 之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,我们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。

    image-20200623172414465

    方法 3:组复制

    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。

    刚才介绍的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。

    下面我们来看下 MGR 是如何工作的(如下图所示)。

    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你可以去网上搜一下。

    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。

    image-20200623172354688

    三种复制总结

    异步复制: 客户端提交COMMIT之后不需要等到从库返回任何结果,而是直接将结果返回给客户端
    优点:不会影响主库写的效率
    缺点: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出现不一致的情况。

    半异步复制: MySQL5.5版本之后开始支持半同步复制的方式,在客户端提交COMMIT之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受到了binlog .并且写入到中继日志中.再进行返回给客户端。
    优点:提升了数据一致性

    不足:仍然存在数据不一致性的情况,增加了网络连接的延迟

    MGR复制: 简称MGR ,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。Paxos协议可以解决分布式系统中出现的数据不一致的问题
    优点:提供了数据强-致性.可以让MySQL应用到更多领域,比如金融
    不足:对网络性能要求高,只支持InnoDB存储引擎

    redis的主从复制

    在redis2.8版本之前主从复制过程如下图:

    1、 slave 服务启动,slave 会建立和master 的连接,发送sync 命令。

    2、master启动一个后台进程将数据库快照保存到RDB文件中

    (注意: 此时如果生成RDB文件过程中存在写数据操作会导致RDB文件和当前主redis数据不一致,所以此时master 主进程会开始收集写命令并缓存起来。

    3、master 就发送RDB文件给slave

    4、slave 将文件保存到磁盘上,然后加载到内存恢复

    5、master把缓存的命令转发给slave

    (注意: 后续master 收到的写命令都会通过开始建立的连接发送给slave。)

    当master 和slave 的连接断开时slave 可以自动重新建立连接。如果master 同时收到多个slave 发来的同步连接命令,只会启动一个进程来写数据库镜像,然后发送给所有slave。

    image-20200623164526963

    redis2.8之前完整复制的问题:

    在redis2.8之前从redis每次同步都会从主redis中复制全部的数据,如果从redis是新创建的从主redis中复制全部的数据这是没有问题的,但是,如果当从redis停止运行,再启动时可能只有少部分数据和主redis不同步,此时启动redis仍然会从主redis复制全部数据,这样的性能肯定没有只复制那一小部分不同步的数据高。

    redis2.8以后部分复制:

    从机连接主机后,会主动发起 PSYNC 命令,从机会提供 master的runid(机器标识,随机生成的一个串) 和 offset(数据偏移量,如果offset主从不一致则说明数据不同步),主机验证 runid 和 offset 是否有效, runid 相当于主机身份验证码,用来验证从机上一次连接的主机,如果runid验证未通过则,则进行全同步,如果验证通过则说明曾经同步过,根据offset同步部分数据。

    img

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  • Mysql主从复制背景:Mysql可以实现主从复制,在学习了Mysql主从复制后,将一些如何主从复制过程记录下来,供以后复习使用。准备:在做Mysql的主从复制前需要做一些准备工作:1、同步时间做主从的服务器的时间需要...

    Mysql主从复制

    背景:

    Mysql可以实现主从复制,在学习了Mysql主从复制后,将一些如何主从复制过程记录下来,供以后复习使用。

    准备:

    在做Mysql的主从复制前需要做一些准备工作:

    1、同步时间

    做主从的服务器的时间需要同步,不然会出问题。

    命令:ntpdate ip (ntpdate命令需要先安装ntpdate)

    2、版本一致

    做主从的Mysql服务需要版本一致,或者从服务器的版本高于主服务器。

    主从复制:

    步骤1、安装Mysql服务

    yum install mysql-server mysql

    如果是Centos7版本:yum install mariadb-server mariadb (7上base源里已经换成了mariadb,不过我们使用方式和Mysql是差不多的)

    步骤2、配置主服务器

    1)编辑主服务器配置文件/etc/my.cnf

    ad6f1dfd3ecbf4c05ef16052330a11f2.png

    PS:注意日志文件的权限问题,修改bin_log的所有者和所属组为mysql;命令:chown mysql.mysql /app/bin_log

    2)启动服务并添加主从复制需要的帐号

    CentOS6:service mysqld start

    CentOS7:systemctl start mariadb

    添加帐号供从服务器使用

    bd6d2efe00611231d60a3ee23410abcf.png

    3)查看主服务器日志文件和位置

    00d218d8131cc8061f80d9c03d93cded.png

    步骤3、配置从服务器

    1)编辑配置文件

    8a8698e9d4792276dc86e773e173cd1b.png

    read_only=ON是只读的意思,从数据库不允许写数据,如果可以写数据那就失去了它存在的意义

    2)启动服务和添加主服务器

    启动服务:service mysql start

    e8285cea065752074087afba58f63360.png

    PS:一定要注意主服务二进制日志版本到哪了,同步时需要同步最新的二进制文件。

    步骤4、测试

    1)在主数据库服务器创建一个数据库

    5ddd14ffad87c4dcc0ce72704a9a491b.png

    2)在从mysql从服务器查看是否生成创建的数据库

    6ca5324af8c638a54da8eacc95fcc828.png

    到此mysql的主从复制已完成。

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  • redis主从复制 2种原理图 主从复制通信过程 集群好处主从备份,防止主机宕机 读写分离,分担master的任务主从复制案例 1个主机7369端口,并行的2个从机7380,7381端口 配置前准备 2 3个redis.conf配置...

    redis主从复制
    2种原理图
    这里写图片描述

    主从复制通信过程
    这里写图片描述

    原理
    1复制初始化
    1从数据库启动后,向主数据库发送sync命令
    2主数据库接收到sync命令后,执行rdb过程,并将快照期间接收到的写命令缓存起来
    3快照完毕后,redis将快照文件和所有缓存的命令一起发送给从数据库
    4从数据库接收到来自主数据库的快照文件和缓存命令后,将内容写入硬盘的临时文件,当写完成后,从 数据库用临时文件替换rdb文件,之后执行rdb启动恢复,执行缓存命令
    2复制同步
    复制初始化后,主数据库每当收到写命令时,就将写命令同步到从数据库

    乐观复制
    1允许主从数据库一定时间内,内容可以不同,但是最终会同步
    2redis主从复制执行乐观复制策略
    集群好处

    主从备份,防止主机宕机
    读写分离,分担master的任务
    

    主从复制案例(redis集群配置)

    1个主机7369端口,并行的2个从机7380,7381端口

    2 Master配置:
    1:关闭rdb快照(备份工作交给slave)
    2:可以开启aof

    3 slave配置:
    1: 声明slave-of
    2: 配置密码[如果master有密码]
    3: [某1个]slave打开 rdb快照功能
    4: 配置是否只读[slave-read-only]

    [root@fei redis]# ls
    back  bin  redis6380.conf  redis6381.conf  redis.conf
    

    1配置从服务器6380
    vim redis6380.conf

    设置rdb
    save 900 1
    save 300 10
    save 60 100
    stop-writes-on-bgsave-error yes
    rdbcompression yes
    rdbchecksum yes
    dbfilename dump6380.rdb
    dir /usr/local/src/redis/back
    
    取消aof,因为主服务器已经设置
    
    #端口
    port 6380
    #pid文件
    pidfile /usr/local/src/redis/pid/redis_6380.pid
    #dump文件(由6380服务器来进行rdb工作,主服务器不进行rdb工作)
    dbfilename dump6380.rdb
    #配置主服务的地址
     slaveof 127.0.0.1 6379
     #6380端口只读
     slave-read-only yes
    

    2配置从服务器6381
    vim redis6381.conf

     取消rdb
     save ""
     取消AOP
     appendonly no
     
     port 6381
     pidfile /usr/local/src/redis/pid/redis_6381.pid
     dbfilename dump6381.rdb
     slaveof  127.0.0.1 6379
     slave-read-only yes
    

    3配置主服务器6379
    vim redis.conf

    取消rdb--因为从服务器已经配置
    
    
    设置aof--可取消可不取消,因为从服务器已经配置,这里设置
    # 是否打开 aof日志功能
    appendonly yes
     # aof文件存放位置(默认与rdb在一个路径下)
    appendfilename appendonly.aof
     # 每秒写1次
    appendfsync everysec
     # 正在导出rdb快照的过程中,不要停止同步aof
    no-appendfsync-on-rewrite yes
    #aof文件大小比起上次重写时的大小,增长率100%时,重写
    auto-aof-rewrite-percentage 100
     #aof文件,至少超过64M时,重写
    auto-aof-rewrite-min-size 8mb
    
    
    #端口
    port 6379
    #pid文件
    pidfile /usr/local/src/redis/pid/redis_6379.pid
    

    4 打开所有的服务器

    [root@fei redis]# ./bin/redis-server ./redis.conf 
    [root@fei redis]# ./bin/redis-server ./redis6380.conf 
    [root@fei redis]# ./bin/redis-server ./redis6381.conf 
    

    5 测试
    主服务器上设置

    [root@fei redis]# ./bin/redis-cli
    127.0.0.1:6379> set num 1
    OK
    127.0.0.1:6379> keys *
    1) "num"
    127.0.0.1:6379> set str 123
    OK
    127.0.0.1:6379> 
    

    从服务检验

    [root@fei redis]# ./bin/redis-cli -p 6380
    127.0.0.1:6380> get num
    "1"
    127.0.0.1:6380> get str
    "123"
    
    
    
    
    [root@fei redis]# ./bin/redis-cli -p 6381
    127.0.0.1:6381> get num
    "1"
    127.0.0.1:6381> get str
    "123"
    

    设置主从复制通信密码
    1主机设置密码,如果从服务器不输入密码,无法获取主服务的数据
    vim redis.conf

    
     requirepass 123
    

    2开启所有的服务器

    3主服务器测试:(连接的时候需要密码)

    127.0.0.1:6379> flushdb
    (error) NOAUTH Authentication required.
    127.0.0.1:6379> auth 123
    OK
    127.0.0.1:6379> flushdb
    OK
    

    4从服务器测试

    --主服务器设置数据
    127.0.0.1:6379> set num 1
    OK
    --从服务器没有获取到数据(因为从服务器配置文件没有设置主服务器的密码)
    [root@fei redis]# ./bin/redis-cli -p 6380
    127.0.0.1:6380> keys *
    (empty list or set)
    
    

    5从服务配置主服务的密码
    2个从服务器都要配置

    masterauth 123
    

    6测试

    --主服务器设置数据
    127.0.0.1:6379> set num 1
    OK
    --从服务有数据
    [root@fei redis]# ./bin/redis-cli -p 6380
    127.0.0.1:6380> keys *
    1) "num"
    

    主从复制注意点
    1主数据库禁用rdb,从数据库启用rdb
    1从数据库奔溃,没关系,重启从数据库,会同步主数据库数据过来
    2主数据库奔溃,重启主数据库,因为禁用rdb,所以数据库所有数据清空,从数据库同步,从数据库数据消失
    正确做法:将从数据库提升为主数据库,启动奔溃前的主数据库,将它改为从数据库。它在同步主数据库数据
    3如果发生复制初始化(从数据库启动时发生),还是会生成rdb文件,所以下次启动后主数据库还是以该快照文件恢复数据。

    缺陷:
    每次salave断开后,(无论是主动断开,还是网络故障)再连接master都要master全部dump出来rdb,再aof,即同步的过程都要重新执行1遍,所以要记住—多台slave不要一下都启动起来,否则master可能IO剧增,可以考虑增量复制

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  • mysql手册16_主从复制

    万次阅读 2020-09-04 18:43:55
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  • mysql主从复制

    2015-01-14 18:47:34
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  • mysql主从复制、mysql基于gtid的主从复制、mysql并行复制、mysql半同步
  • 主从复制原理

    千次阅读 多人点赞 2020-12-20 16:01:14
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空空如也

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