MySQL複製技術之異步複製與半同步複製

這篇文章為大家帶來了關於mysql的相關知識，其中主要介紹了關於MySQL複製技術的相關問題，包括了非同步複製、半同步複製等等內容，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

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#非同步複製

在非同步複製（async replication）中，Master不用關心Slave是否接收到二進位日誌，所以Master與Slave沒有任何的依賴關係。你可以認為Master和Slave是分別獨自工作的兩台伺服器，資料最終會透過二進位日誌達到一致。

非同步複製的效能最好，因為它對資料庫本身幾乎沒有任何開銷，除非主從延遲非常大，Dump Thread需要讀取大量二進位日誌檔案。

如果業務對於資料一致性要求不高，當發生故障時，能容忍資料的遺失，甚至大量的遺失，推薦用非同步複製，這樣效能最好（例如像微博這樣的業務，雖然它對效能的要求極高，但對於資料遺失，通常可以容忍）。但往往核心業務系統最關心的就是資料安全，例如監控業務、警報系統。

異步複製環境的規劃：

• master（docker），連接埠3310

• slave（docker），連接埠3311

master的設定

設定檔my.cnf

$ sudo cat /home/mysql/docker-data/3311/conf/my.cnf
# For advice on how to change settings please see
# http://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/server-configuration-defaults.html
[mysqld]
#
# Remove leading # and set to the amount of RAM for the most important data
# cache in MySQL. Start at 70% of total RAM for dedicated server, else 10%.
# innodb_buffer_pool_size = 128M
#
# Remove leading # to turn on a very important data integrity option: logging
# changes to the binary log between backups.
# log_bin
#
# Remove leading # to set options mainly useful for reporting servers.
# The server defaults are faster for transactions and fast SELECTs.
# Adjust sizes as needed, experiment to find the optimal values.
# join_buffer_size = 128M
# sort_buffer_size = 2M
# read_rnd_buffer_size = 2M
#datadir=/home/mysql/docker-data/3307/data
#socket=/home/mysql/docker-data/3307/mysql.sock
character_set_server=utf8
init_connect='SET NAMES utf8'
# Disabling symbolic-links is recommended to prevent assorted security risks
symbolic-links=0
#log-error=/home/mysql/docker-data/3307/logs/mysqld.log
#pid-file=/home/mysql/docker-data/3307/mysqld.pid
lower_case_table_names=1 # 表名是否小写
server-id=1403311
log-bin=mysql-bin # 开启binlog
binlog-format=ROW # binlog的格式
auto_increment_increment=1 # 自增的步长，适用于主主复制，为了避免id冲突，步长设置为master的个数
auto_increment_offset=1 # 自增的偏移，主主复制每个master的偏移需要不一致
# binlog-do-db=mstest      # 要同步的数据库
# binlog-ignore-db=mysql  # 要忽略的数据库
#rpl_semi_sync_master_enabled=1
#rpl_semi_sync_master_timeout=10000

啟動mysql：

$ docker run --name mysql3310 -p 3310:3306 --privileged=true -ti -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -e MYSQL_DATABASE=order -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=pass -v /home/mysql/docker-data/3310/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/docker-data/3310/data/:/var/lib/mysql -v /home/mysql/docker-data/3310/logs/:/var/log/mysql -d mysql:5.7

建立用於同步的使用者：

mysql> GRANT REPLICATION SLAVE,FILE,REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'repluser'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
mysql> FLUSH PRIVILEGES;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

在master上查看master的二進位日誌：

mysql> show master status;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000003 |      1147 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

查看master上的進程清單：

mysql> show processlist;
+----+----------+------------------+-------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+------------------+
| Id | User     | Host             | db    | Command     | Time | State                                                         | Info             |
+----+----------+------------------+-------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+------------------+
|  2 | root     | localhost        | order | Query       |    0 | starting                                                      | show processlist |
|  6 | repluser | 172.17.0.1:48450 | NULL  | Binlog Dump |  448 | Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates | NULL             |
+----+----------+------------------+-------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

slave的設定

設定檔my. cnf與master的配置一致，除了server-id欄位需唯一。

啟動mysql：

$ docker run --name mysql3311 -p 3311:3306 --privileged=true -ti -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -e MYSQL_DATABASE=order -e MYSQL_USER=user -e MYSQL_PASSWORD=pass -v /home/mysql/docker-data/3311/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/docker-data/3311/data/:/var/lib/mysql -v /home/mysql/docker-data/3311/logs/:/var/log/mysql -d mysql:5.7

在slave中設定master的資訊：

# master_log_file和master_log_pos取上面show master status显示的值mysql> change master to master_host='172.23.252.98',master_port=3310,master_user='repluser',master_password='123456',master_log_file='mysql-bin.000003',master_log_pos=1147;

開啟slave，啟動SQL和IO執行緒：

mysql> start slave;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

查看slave的狀態：

mysql> show slave status\G;*************************** 1. row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 192.168.54.214
                  Master_User: repluser
                  Master_Port: 3310
                Connect_Retry: 60
              Master_Log_File: mysql-bin.000003
          Read_Master_Log_Pos: 1147
               Relay_Log_File: 2da789531bf3-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 320
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
              Replicate_Do_DB:
          Replicate_Ignore_DB:
           Replicate_Do_Table:
       Replicate_Ignore_Table:
      Replicate_Wild_Do_Table:
  Replicate_Wild_Ignore_Table:
                   Last_Errno: 0
                   Last_Error:
                 Skip_Counter: 0
          Exec_Master_Log_Pos: 1147
              Relay_Log_Space: 534
              Until_Condition: None
               Until_Log_File:
                Until_Log_Pos: 0
           Master_SSL_Allowed: No
           Master_SSL_CA_File:
           Master_SSL_CA_Path:
              Master_SSL_Cert:
            Master_SSL_Cipher:
               Master_SSL_Key:
        Seconds_Behind_Master: 0Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
                Last_IO_Errno: 0
                Last_IO_Error:
               Last_SQL_Errno: 0
               Last_SQL_Error:
  Replicate_Ignore_Server_Ids:
             Master_Server_Id: 1403311
                  Master_UUID: cd2eaa0a-7a59-11ec-b3b4-0242ac110002
             Master_Info_File: /var/lib/mysql/master.info
                    SQL_Delay: 0
          SQL_Remaining_Delay: NULL
      Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates
           Master_Retry_Count: 86400
                  Master_Bind:
      Last_IO_Error_Timestamp:
     Last_SQL_Error_Timestamp:
               Master_SSL_Crl:
           Master_SSL_Crlpath:
           Retrieved_Gtid_Set:
            Executed_Gtid_Set:
                Auto_Position: 0
         Replicate_Rewrite_DB:
                 Channel_Name:
           Master_TLS_Version:1 row in set (0.00 sec)

只有新增的資料才會進行複製，存量的資料需要手動使用工具（如mysqldump）進行同步。

檢視slave上的行程清單：

mysql> show processlist;
+----+-------------+-----------+-------+---------+------+--------------------------------------------------------+------------------+
| Id | User        | Host      | db    | Command | Time | State                                                  | Info             |
+----+-------------+-----------+-------+---------+------+--------------------------------------------------------+------------------+
|  4 | root        | localhost | order | Query   |    0 | starting                                               | show processlist |
|  7 | system user |           | NULL  | Connect |  533 | Waiting for master to send event                       | NULL             |
|  8 | system user |           | NULL  | Connect |  127 | Slave has read all relay log; waiting for more updates | NULL             |
+----+-------------+-----------+-------+---------+------+--------------------------------------------------------+------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

半同步複製

半同步複製是MySQL 5.7版本前的半同步複製機制。

半同步複製要求Master事務提交過程中，至少有N個Slave接收到二進位日誌，這樣就能保證當Master發生宕機，至少有N 台Slave伺服器中的資料是完整的。

半同步複製並不是MySQL內建的功能，而是要安裝半同步插件，並啟用半同步複製功能，設定N個Slave接受二進位日誌成功。

缺點：假設user1在主庫插入了一條數據，正在等待數據返回，user2這時就能查詢到這條數據了，如果此時master掛了，user2又查不到這條數據了，產生了類似幻讀的現象。

增強半同步複製

##增強半同步複製解決了半同步複製的缺點，WAIT和ACK發生在交易提交之前，因此即使Slave沒有收到二進位日誌，但是Master宕機了，由於最後一個交易還沒提交，所以本身這個資料對外也不可見，不存在遺失的問題。

所以，對於任何有資料一致性要求的業務，如電商的核心訂單業務、銀行、保險、證券等與資金密切相關的業務，請務必使用增強半同步複製。這樣資料才是安全的、有保障的、即使發生宕機，從機也有完整的資料。

增強半同步複製環境是基於非同步複製的基礎上進行的。

安裝插件，建議master和slave都安裝，因為會有主從切換的情境：

# master
mysql> install plugin rpl_semi_sync_master soname 'semisync_master.so';
# slave
mysql> install plugin rpl_semi_sync_slave soname 'semisync_slave.so';

確保插件安裝成功：

mysql> show plugins;
... ...
| rpl_semi_sync_master       | ACTIVE   | REPLICATION        | semisync_master.so | GPL     |
| rpl_semi_sync_slave        | ACTIVE   | REPLICATION        | semisync_slave.so  | GPL     |
+----------------------------+----------+--------------------+--------------------+---------+
46 rows in set (0.00 sec)

先啟動slave上的半同步：

mysql> set global rpl_semi_sync_slave_enabled = {0|1};  # 1：启用，0：禁止

再啟動master上的半同步：

mysql> set global rpl_semi_sync_master_enabled = {0|1};  # 1：启用，0：禁止
# mysql> set global rpl_semi_sync_master_timeout = 10000;    # 单位为ms，默认为10s

從庫重啟io_thread：

mysql> stop slave io_thread;
mysql> start slave io_thread;

半同步的參數為什麼不建議寫入設定檔

參數寫入設定檔的話，會使實例啟動後立即進入半同步模式，如果發生長時間斷連的實例重新運行啟動，有可能導致主庫被拖垮。

長時間斷開的從庫，重新連接後，要等待追完全部事務後，手動開啟半同步模式，而不是啟動後直接切換，防止衝擊主庫。

查詢主庫狀態資訊

mysql> show global status like "%semi%";
+--------------------------------------------+-------+
| Variable_name                              | Value |
+--------------------------------------------+-------+
| Rpl_semi_sync_master_clients               | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time     | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_net_wait_time         | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_net_waits             | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_no_times              | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_no_tx                 | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_status                | ON    |
| Rpl_semi_sync_master_timefunc_failures     | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time      | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_tx_wait_time          | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_tx_waits              | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_wait_pos_backtraverse | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_wait_sessions         | 0     |
| Rpl_semi_sync_master_yes_tx                | 0     |
| Rpl_semi_sync_slave_status                 | ON    |
+--------------------------------------------+-------+
15 rows in set (0.00 sec)

重要參數說明：

• Rpl_semi_sync_master_clients：支持和注册半同步复制的已连Slave数
• Rpl_semi_sync_master_no_times：master关闭半同步复制的次数
• Rpl_semi_sync_master_no_tx：master没有收到slave的回复而提交的次数，可以理解为master等待超时的次数，即半同步模式不成功提交数量
• Rpl_semi_sync_master_status：ON是活动状态（半同步），OFF是非活动状态（异步），用于表示主服务器使用的是异步复制模式，还是半同步复制模式
• Rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time：master花在每个事务上的平均等待时间
• Rpl_semi_sync_master_tx_waits：master等待成功的次数，即master没有等待超时的次数，也就是成功提交的次数
• Rpl_semi_sync_master_yes_tx：master成功接收到slave的回复的次数，即半同步模式成功提交数量。

查询主库参数信息

mysql> show global variables like '%sync%';
+-------------------------------------------+------------+
| Variable_name                             | Value      |
+-------------------------------------------+------------+
| binlog_group_commit_sync_delay            | 0          |
| binlog_group_commit_sync_no_delay_count   | 0          |
| innodb_flush_sync                         | ON         |
| innodb_sync_array_size                    | 1          |
| innodb_sync_spin_loops                    | 30         |
| rpl_semi_sync_master_enabled              | ON         |
| rpl_semi_sync_master_timeout              | 10000      |
| rpl_semi_sync_master_trace_level          | 32         |
| rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count | 1          |
| rpl_semi_sync_master_wait_no_slave        | ON         |
| rpl_semi_sync_master_wait_point           | AFTER_SYNC |
| rpl_semi_sync_slave_enabled               | ON         |
| rpl_semi_sync_slave_trace_level           | 32         |
| sync_binlog                               | 1          |
| sync_frm                                  | ON         |
| sync_master_info                          | 10000      |
| sync_relay_log                            | 10000      |
| sync_relay_log_info                       | 10000      |
+-------------------------------------------+------------+
18 rows in set (0.01 sec)

重要参数说明：

• rpl_semi_sync_master_enabled：（主库）是否启动半同步
• rpl_semi_sync_master_timeout：等待多时毫秒后变成异步复制，默认是10000ms
• rpl_semi_sync_master_wait_point：5.7默认AFTER_SYNC（增强版半同步复制，无损复制模式），在得到slave的应答后再commit，可选值AFTER_COMMIT，在master提交后同步数据给slave，然后master等待slave应答，应答成功返回客户端。

可以在slave端执行stop slave，测试master端会发生什么情况？

在master上执行下面的sql：

mysql> insert into t_order values(3,"C");Query OK, 1 row affected (10.05 sec)

会发现这条语句会阻塞10s（对应上面的参数rpl_semi_sync_master_timeout），然后执行成功，最后看看看master的日志描述：

2022-01-25T02:31:57.016430Z 4 [Note] Start binlog_dump to master_thread_id(4) slave_server(1403312), pos(mysql-bin.000005, 154)
2022-01-25T02:31:57.016515Z 4 [Note] Start asynchronous binlog_dump to slave (server_id: 1403312), pos(mysql-bin.000005, 154)
2022-01-25T02:33:32.183819Z 2 [Note] Semi-sync replication initialized for transactions.
2022-01-25T02:33:32.183865Z 2 [Note] Semi-sync replication enabled on the master.
2022-01-25T02:33:32.184004Z 0 [Note] Starting ack receiver thread
2022-01-25T02:33:59.644444Z 5 [Note] While initializing dump thread for slave with UUID <aba2eb12-7cbc-11ec-9c1d-0242ac110003>, found a zombie dump thread with the same UUID. Master is killing the zombie dump thread(4).
2022-01-25T02:33:59.644612Z 5 [Note] Start binlog_dump to master_thread_id(5) slave_server(1403312), pos(mysql-bin.000005, 154)
2022-01-25T02:33:59.644632Z 4 [Note] Stop asynchronous binlog_dump to slave (server_id: 1403312)
2022-01-25T02:33:59.644727Z 5 [Note] Start semi-sync binlog_dump to slave (server_id: 1403312), pos(mysql-bin.000005, 154)
2022-01-25T02:38:02.847879Z 0 [ERROR] mysqld: Got an error reading communication packets
2022-01-25T02:38:27.228952Z 2 [Warning] Timeout waiting for reply of binlog (file: mysql-bin.000005, pos: 684), semi-sync up to file mysql-bin.000005, position 419.
2022-01-25T02:38:27.229063Z 2 [Note] Semi-sync replication switched OFF.
2022-01-25T02:39:47.230189Z 5 [Note] Stop semi-sync binlog_dump to slave (server_id: 1403312)</aba2eb12-7cbc-11ec-9c1d-0242ac110003>

可以发现半同步关闭了，变成异步模式。

推荐学习：mysql视频教程

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