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(10) 如何MySQL读压力大的问题

程序员文章站 2022-07-01 20:45:35
如何进行读写分离 由开发人员根据所执行的SQL类型连接不同的服务器 由数据库中间层实现读写分离 读写分离时,需要注意,对于实时性要求比较高的数据,不适合在从库上查询(因为主从复制存在一定延迟(毫秒级)),比如库存就应该在主库上查询,如果放在从库上查询,可能会存在超卖的情况 由开发人员根据所执行的SQ ......

如何进行读写分离

  • 由开发人员根据所执行的sql类型连接不同的服务器
  • 由数据库中间层实现读写分离

读写分离时,需要注意,对于实时性要求比较高的数据,不适合在从库上查询(因为主从复制存在一定延迟(毫秒级)),比如库存就应该在主库上查询,如果放在从库上查询,可能会存在超卖的情况

由开发人员根据所执行的sql类型进行读写分离的方式

优点:
1. 完全由开发人员控制,实现更加灵活
2. 由程序直接连接数据库,所以性能损耗比较少

缺点:
1. 增加了开发的工作量,使程序代码更加复杂
2. 人为控制,容易出现错误

  1. 可采用dns轮询的方式

dns轮询:在同一个域名服务器上为同一个域名配置多个不同ip地址的a记录

应用端使用域名来连接数据库服务器,这样在进行域名解析时,域名服务器会循环的将不同的ip返回给应用端,应用端就可以按地址连接不同的只读服务器来进行读取操作
这种操作比较简单,只需要修改域名服务器的配置即可,但是如果某一后端服务器出现故障,则必须通过修改dns的方式把故障服务器剔除到只读服务器列表之外,性能较差,负载也不均衡,大多数情况下不推荐此方式

  1. 使用lvs/haproxy 等代理层软件

由于是通用的代理层软件,所以不能自动对sql语句进行分析,实现读写分离,但是可以完成只读服务器的负载均衡操作
lvs 四层代理,haproxy 七层代理,所以从性能来看lvs高于haproxy

  1. f5硬件:成本较高

keepalived+lvs的架构方式

此处使用keepalived+lvs的架构方式,演示如下

(10) 如何MySQL读压力大的问题

优点:
抗负载能力较强,属于四层代理,只进行流量分发,不会对数据内容进行解析,对内存和cpu的消耗也比较低,处理效率更高
工作稳定,自身有完整的双机热备方案,可进行高可用配置
无流量,只分发请求,流量不从它本身出去,不会对主机的网络io造成影响

服务器信息

# 主db         ip:192.168.3.100
# 主备db     ip:192.168.3.101
# slavedb    ip:192.168.3.102
# keepalived    vip:192.168.3.99
# lvs manage    :    192.168.3.100/101
# lvs vip :192.168.3.98

1. 安装lvs管理工具

在192.168.3.100 和192.168.3.101上安装lvs管理工具

[root@node1 keepalived]#    yum install -y ipvsadmin.x86_64

2. 加载ipvs模块

在 192.168.3.100 和192.168.3.101以及192.168.3.102 执行以下命令,加载ipvs模块

[root@node1 keepalived]#    modprobe ip_vs

3. 在slave服务器上编写并运行要使用lvs脚本

在 192.168.3.101和 192.168.3.102上编写脚本

/etc/init.d/lvsrs 脚本文件内容如下

#!/bin/bash 
vip=192.168.3.98
. /etc/rc.d/init.d/functions 
case "$1" in 
start) 
/sbin/ifconfig lo down 
/sbin/ifconfig lo up 
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
/sbin/sysctl -p >/dev/null 2>&1 
/sbin/ifconfig lo:0 $vip netmask 255.255.255.255 up 
/sbin/route add -host $vip dev lo:0 
echo "lvs-dr real server starts successfully.\n" 
;; 
stop) 
/sbin/ifconfig lo:0 down 
/sbin/route del $vip >/dev/null 2>&1 
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore 
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce 
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore 
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce 
echo "lvs-dr real server stopped." 
;; 
status) 
isloon=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep "$vip"` 
isroon=`/bin/netstat -rn | grep "$vip"` 
if [ "$isloon" == "" -a "$isroon" == "" ]; then 
echo "lvs-dr real server has to run yet." 
else 
echo "lvs-dr real server is running." 
fi 
exit 3 
;; 
*) 
echo "usage: $0 {start|stop|status}" 
exit 1 
esac 
exit 0 

/etc/init.d/lvsrs 需要具有可执行权限

运行脚本

[root@node1 keepalived]#  /etc/init.d/lvsrs start

运行成功后 通过ip addr 命令 可以看到lo中除了127.0.0.1外还有192.168.3.98

4. 修改主服务器上的keepalived.conf文件,通过keepalived,保证lvs的高可用

! configuration file for keepalived

global_defs {
   router_id mysql_ha
}
vrrp_script check_run {
    script "/etc/keepalived/check_mysql.sh"
    interval 2
}

vrrp_instance vi_1 {
    state backup
    interface eth0
    virtual_router_id 200
    priority 99
    advert_int 1
    nopreempt
    authentication {
        auth_type pass
        auth_pass 1200
    }
   
  track_script {
         check_run
     }

   virtual_ipaddress {
      192.168.3.99/24
    }
}

vrrp_instance vi_2 {
    state backup
    interface eth0
    virtual_router_id 201
    priority 99
    advert_int 1
    nopreempt
    authentication {
        auth_type pass
        auth_pass 1200
    }
   
   virtual_ipaddress {
      192.168.3.98/24
    }
}
virtual_server 192.168.3.99/24 3306 { 
delay_loop 5 
lb_algo rr 
lb_kind dr 
persistence_timeout 120
protocol tcp
sorry_server 192.168.3.99 3306
real_server 192.168.3.101 3306 {
  weight 1
  misc_check {
  misc_path "/etc/keepalived/check_slave.sh -udba_monitor -p123456 -h10.103.9.204 -p3306"
  misc_dynamic
  }
}
real_server 192.168.3.102 3306 {
weight 1
misc_check {
  misc_path "/etc/keepalived/check_slave.sh -udba_monitor -p123456 -h10.103.9.205 -p3306"
  misc_dynamic
  }
}

delay_loop :健康检查时间,单位秒
lb_algo :lvs负载均衡调度算法,rr:轮询算法
lb_kind :lvs实现负载均衡的机制,有nat,tun,dr三种模式
persistence_timeout:会话保存时间,单位秒,如果要做session保持,可以将值设大点,可以保证同一个连接在指定时间内都会读取到同一台客户端服务器
sorry_server :后端所有服务器失效后,就会访问此服务器

check_slave.sh 用来监测slave服务器是否可用,当slave服务器宕机或者slave服务器延迟比较大时,脚本会把此slave服务器从lvs的读列表中去掉

脚本内容如下

#/bin/bash
# check_slave.sh
mysql=`which mysql`
vip=192.168.3.98
vport=3306 
function usage()  
{  
  echo "usage:"  
  echo "example:# mysql -umonitor -pmonitor -p3306 -h192.168.3.100"  
  echo "-p, --password[=name]"  
  echo "-p, --port"  
  echo "-h, --host=name"  
  echo "-u, --user=name"  
}  
  
  
while getopts "u:p:h:p:" option  
do  
    case "$option" in  
        u)  
            dbuser="$optarg";;  
        p)  
            dbpwd="$optarg";;  
        h)  
            dbhost="$optarg";;  
        p)  
            dbport="$optarg";;  
        \?)  
            usage  
            exit 1;;  
    esac  
done  
  
if [ "-$dbuser" = "-" ]; then  
    usage  
    exit 1  
fi  
  
if [ "-$dbpwd" = "-" ]; then  
    usage  
    exit 1  
fi  
  
if [ "-$dbhost" = "-" ]; then  
    usage  
    exit 1  
fi  
  
if [ "-$dbport" = "-" ]; then  
    usage  
    exit 1  
fi  
  
$mysql -u$dbuser -p$dbpwd -p$dbport -h$dbhost -e "select @@version;" >/dev/null 2>&1
if [ $? = 0 ] ;then
  mysql_ok=1
else
  /sbin/ipvsadm -d -t $vip:$vport -r $dbhost:$vport
  exit 1
fi

slave_status=$(${mysql} -u$dbuser -p$dbpwd -p$dbport -h$dbhost -e 'show slave status \g' | awk ' \
  /slave_io_running/{io=$2} \
  /slave_sql_running/{sql=$2} \
  /seconds_behind_master/{printf "%s %s %d\n",io,sql,$2}') >/dev/null 2>&1


arr=($slave_status)
io=${arr[0]}
sql=${arr[1]}
behind=${arr[2]}




if [ "$io" == "no" ]||[ "$sql" == "no" ]; then  
    /sbin/ipvsadm -d -t $vip:$vport -r $dbhost:$vport
    exit 1  
elif [ $behind -gt 60 ]; then
    /sbin/ipvsadm -d -t $vip:$vport -r $dbhost:$vport
    exit 1
else
    /sbin/ipvsadm -a -t $vip:$vport -r $dbhost:$vport -g
    exit 0  
fi  

5. 创建lvs用于监控后端数据库所使用的数据库账号

[root@node1 keepalived]# mysql  -uroot -p

mysql> grant all privileges on *.* to dba_monitor@'192.168.3.%' identified  by '123456';

6. 在使用lvs的manage服务器上编写并运行lvs所需要的脚本

在 192.168.3.100 上编写脚本lvsdr

/etc/init.d/lvsdr 脚本文件内容如下

#!/bin/bash 
vip=192.168.3.98
dev=eth0 
. /etc/rc.d/init.d/functions 
case "$1" in 
start) 
echo "1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 
/sbin/ipvsadm -a -t $vip:3306 -s rr -p 60 
/sbin/ipvsadm -a -t $vip:3306 -r 10.103.9.204:3306 -g 
/sbin/ipvsadm -a -t $vip:3306 -r 10.103.9.205:3306 -g 
/sbin/ipvsadm --start-daemon 
echo "lvs-dr server starts successfully.\n" 
;; 
stop) 
/sbin/route del $vip >/dev/null 2>&1 
echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 
/sbin/ipvsadm -c 
echo "lvs-dr real server stopped." 
;; 
status) 
isloon=`/sbin/ifconfig lo:0 | grep "$vip"` 
isroon=`/bin/netstat -rn | grep "$vip"` 
if [ "$isloon" == "" -a "$isroon" == "" ]; then 
echo "lvs-dr real server has to run yet." 
else 
echo "lvs-dr real server is running." 
fi 
exit 3 
;; 
*) 
echo "usage: $0 {start|stop|status}" 
exit 1 
esac 
exit 0 

/etc/init.d/lvsdr 需要具有可执行权限

运行脚本

[root@node1 keepalived]#  /etc/init.d/lvsdr start

7. 在从服务器*问虚拟ip,进行测试

[root@node3 ~]# mysql  -udba_monitor -p123456 -h192.168.3.98 -e"show variables like ''server_id";

可以通过以上命令查看虚拟ip当前所在服务器的server_id
由于我们persistence_timeout设置的是120秒,所以接下来的120秒如果一直运行以上命令可以发现,一直访问的是同一个server_id

下面我们在192.168.3.102上查看一下ipvs的状态,命令如下

 [root@node2 init.d]#  ipvsadm -l -n

可以看到 192.168.3.98:3306 对应了两个服务器ip 192.168.3.101 和192.168.3.102

接下来我们模拟其中一个服务器宕机的情况

[root@node3 ~]# /etc/init.d/mysqld stop

然后我们再来查询ipvs状态

 [root@node1 keepalived]#  ipvsadm -l -n

发现 192.168.3.98:3306 现在只对应了1个服务器ip 192.168.3.101,而192.168.3.102已被剔除

二. 由数据库中间层完成读写分离

(10) 如何MySQL读压力大的问题

常用中间层软件有:mysqlproxy、maxscale、oneproxy 、 proxysql等

优点:
1. 由中间件根据查询语法分析,自动完成读写分离
通过判断sql语句如果是select语句则使用slave,如果是update、insert、delete、create语句则使用master服务器,无法判断的则使用master
2. 对程序透明,对于已有程序不用做任何调整
3. 前面所说到的一些中间层软件除了能做到读写分离外,还具有能对多个只读数据库进行负载均衡的功能

缺点:
1. 由于增加了中间层,所以对查询效率有损耗
2. 对于延迟敏感的业务无法自动在主库执行

使用maxscale解决读压力大的问题

maxscale介绍

支持高可用,负载均衡,良好扩展的插件式数据库中间层软件

maxscale允许用户开发和定制适合自己的插件,目前maxscale提供的插件功能主要分为5个种类

1. 认证插件

提供数据库登录认证的功能

2. 协议插件

负责 maxscale和外部系统间接口的协议,包括客户端到maxscale的接口,以及maxscale 到后端数据库的接口

3. 路由插件

readconnroute 用来解决多台读服务器的负载均衡
readwritesplit 用来实现读写分离

4. 监控插件

用于对后端数据库进行实时监控,以便将前端请求发送到正确的(即正常的可以对外提供服务的)数据库中

5. 过滤和日志插件

提供了简单的数据库防火墙功能,可以对某些sql进行过滤和改写,可以进行一些简单的sql容错和语句的自动转换

使用maxscale

安装方法自行百度

服务器信息

maxscale 节点 192.168.3.102
master    db:192.168.3.100
slave    db:192.168.3.101
slave    db:192.168.3.102

1. 为监控模块创建mysql账号

mysql> create user scalemon@'192.168.3.%' identified by '123456';
mysql> grant replication slave,replication client on *.* to scalemon@'192.168.3.%';

2. 为路由模块创建mysql账号

用来读取mysql系统库下的表,获取后端数据库的权限

mysql> create user scaleroute@'192.168.3.%' identified by '123456';
mysql> grant select on  mysql.* to scaleroute@'192.168.3.%';

3. 对数据库密码进行加密

因为maxscale的配置文件是一个文本格式的明文文件,在文件中直接书写mysql密码是不安全的

maxscale提供了加密mysql密码的命令,这个命令是在maxscale节点中运行

[root@node3 tools]#  maxpassword  /var/lib/maxscale/    123456
e3aee4b7125b9c76bf742ae6246ecc5c

生成了密码123456对应的加密字符串

4. 对maxscale进行配置

[root@node3 tools]#   vim /etc/maxscale.cnf

参数说明

[maxscale]
thread=1    # 不要超过cpu的数量

[server1]
type=server
address=192.168.3.100
port=3306
protocol=mysqlbackend

[server2]
type=server
address=192.168.3.101
port=3306
protocol=mysqlbackend

[server3]
type=server
address=192.168.3.102
port=3306
protocol=mysqlbackend


[mysql monitor]
type=monitor
module =mysqlmon
servers=server1,server2,server3
user=scalemon
passwd=e3aee4b7125b9c76bf742ae6246ecc5c    # 使用刚刚的加密字符串
monitor_interval=1000    # 毫秒

[read-write service]
type=service
router=readwritesplit
servers=server1,server2,server3
user=scalerouter
passwd=e3aee4b7125b9c76bf742ae6246ecc5c    # 使用刚刚的加密字符串
max_slave_connections=100%
max_slave_replication_lag=60    

[maxadmin service]
type=service
router=cli

[read-write listener]
type=listener
service=read-write service
protocol=mysqlclient
port=4006

[maxadmin listener]
type=listener
service=maxadmin service
protocol=maxscaled
port=6603

5. 启动maxscale服务

[root@node3 tools]# maxscale -f /etc/maxscale.cnf

6. 查看maxscale服务状态

maxscale是使用maxadmin进行管理的,默认账号是admin,密码是mariadb

 [root@node3 tools]#    maxadmin --user=admin --password=mariadb
# 查看后端服务器列表
maxscale> list servers

# 查看是否读取到了后端数据库服务器的账号
maxscale> show dbusers "read-write service"

引入maxscale后的架构

将双主架构改为了单主架构,因为maxscale会自动识别后端服务器的角色,如果使用双主架构,则无法分清当前的主是哪一个

(10) 如何MySQL读压力大的问题