Mysql主从复制原理和作用(较详细)

最近一直在了解数据库的一些实现细节，今天结合网上的一些资料，总结一下Mysql的原理和作用。

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。一般在数据量较大的情况下会考虑，当然我们做的单机程序可能用不到这些内容，但是现在是个大数据时代，各种技术都会和分布式相联系，主要是为了进行负载均衡，数据库的主从复制其实就是为了解决数据过大，单机进行增删改查压力会比较大，所以把数据的增删改和查分开。

主从复制的作用

1 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。
2 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，降低磁盘I/O访问的评率，提高单个机器的I/O性能。
3 读写分离，使数据库能支持更大的并发。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。
也可以总结为以下情况：
1–在从服务器可以执行查询工作(即我们常说的读功能)，降低主服务器压力;（主库写，从库读，降压）
2–在从主服务器进行备份，避免备份期间影响主服务器服务;（确保数据安全）
3–当主服务器出现问题时，可以切换到从服务器。（提升性能）

主从复制的方式

1 一主一从，基础的主从结构
2 主主复制(两个主机在同一等级上，没有主从之分)
3 一主多从，适用于增删改少，查询多的业务
4 多主一从(Mysql 5.7开始支持)，适用于增删改较多，查询少的业务
5 联级复制

主从复制实现原理

1.数据库有个bin-log二进制文件，记录了所有sql语句。
2.我们的目标就是把主数据库的bin-log文件的sql语句复制到从数据库。
3.让其转为从数据库的relay-log中继日志，通过中继日志将朱数据库中的SQL语句同步到从数据库，保证主从数据库一致。
4.具体需要三个线程来操作：
1.binlog输出线程:每当有从库连接到主库发送请求时，主库都会创建一个线程然后发送binlog内容到从库。
同样，在从库里，当复制开始的时候，从库就会创建两个线程进行处理：
1从库I/O线程:当START SLAVE语句在从库开始执行之后，从库创建一个I/O线程，该线程连接到主库并请求主库发送binlog里面的更新记录到从库上。从库I/O线程读取主库的binlog输出线程发送的更新并拷贝这些更新到本地文件，其中包括relay log文件。
2.从库的SQL线程:从库创建一个SQL线程，这个线程读取从库I/O线程写到relay log的更新事件并执行。
可以知道，对于每一个主从复制的连接，都有三个线程。拥有多个从库的主库为每一个连接到主库的从库创建一个binlog输出线程，每一个从库都有它自己的I/O线程和SQL线程。

主从复制的优点

好处一:实现服务器负载均衡
通过服务器复制功能，可以在主服务器和从服务器之间实现负载均衡。即可以通过在主服务器和从服务器之间切分处理客户查询的负荷，从而得到更好地客户相应时间。通常情况下，数据库管理员会有两种思路。
一是在主服务器上只实现数据的更新操作。包括数据记录的更新、删除、新建等等作业。而不关心数据的查询作业。数据库管理员将数据的查询请求全部 转发到从服务器中。这在某些应用中会比较有用。如某些应用，像基金净值预测的网站。其数据的更新都是有管理员更新的，即更新的用户比较少。而查询的用户数 量会非常的多。此时就可以设置一台主服务器，专门用来数据的更新。同时设置多台从服务器，用来负责用户信息的查询。将数据更新与查询分别放在不同的服务器 上进行，即可以提高数据的安全性，同时也缩短应用程序的响应时间、提高系统的性能。
二是在主服务器上与从服务器切分查询的作业。在这种思路下，主服务器不单单要完成数据的更新、删除、插入等作业，同时也需要负担一部分查询作 业。而从服务器的话，只负责数据的查询。当主服务器比较忙时，部分查询请求会自动发送到从服务器重，以降低主服务器的工作负荷。当然，像修改数据、插入数 据、删除数据等语句仍然会发送到主服务器中，以便主服务器和从服务器数据的同步。

好处二：通过复制实现数据的异地备份

可以定期的将数据从主服务器上复制到从服务器上，这无疑是先了数据的异地备份。在传统的备份*下，是将数据备份在本地。此时备份
作业与数据库服务器运行在同一台设备上，当备份作业运行时就会影响到服务器的正常运行。有时候会明显的降低服务器的性能。同时，将备份数据存放在本地，也
不是很安全。如硬盘因为电压等原因被损坏或者服务器被失窃，此时由于备份文件仍然存放在硬盘上，数据库管理员无法使用备份文件来恢复数据。这显然会给企业
带来比较大的损失。

而如果使用复制来实现对数据的备份，就可以在从服务器上对数据进行备份。此时不仅不会干扰主服务气的正常运行，而且在备份过程中主服务器可以继
续处理相关的更新作业。同时在数据复制的同时，也实现了对数据的异地备份。除非主服务器和从服务器的两块硬盘同时损坏了，否则的话数据库管理员就可以在最
短时间内恢复数据，减少企业的由此带来的损失。

好处三：提高数据库系统的可用性

数据库复制功能实现了主服务器与从服务器之间数据的同步，增加了数据库系统的可用性。当主服务器出现问题时，数据库管理员可以马上让从服务器作为主服务器，用来数据的更新与查询服务。然后回过头来再仔细的检查主服务器的问题。此时一般数据库管理员也会采用两种手段。

一是主服务器故障之后，虽然从服务器取代了主服务器的位置，但是对于主服务器可以采取的操作仍然做了一些限制。如仍然只能够进行数据的查询，而
不能够进行数据的更新、删除等操作。这主要是从数据的安全性考虑。如现在一些银行系统的升级，在升级的过程中，只能够查询余额而不能够取钱。这是同样的道理。
二是从服务器真正变成了主服务器。当从服务器切换为主服务器之后，其地位完全与原先的主服务器相同。此时可以实现对数据的查询、更新、删除等操
作。为此就需要做好数据的安全性工作。即数据的安全策略，要与原先的主服务器完全相同。否则的话，就可能会留下一定的安全隐患。

存在问题

从数据库具有读log文件的延迟，如何解决？

由于从数据库存在更新从库中SQL数据的延迟，万一主库在从库读取binlog的时候宕机，那么数据可能丢失
主要是由于从库只有一个sql Thread去更新从库数据，但是主库写压力大，也就是主库会有很多写任务，同时还要有IO线程与从库进行 binlog 输出，所以复制很可能延时
解决方法：
1 半同步复制—解决数据丢失的问题
2 并行复制—-解决从库复制延迟的问题
正常主从复制(异步复制)的方式，也就是主库直接更新数据，但是主从的复制是在主库更新后或者过程中进行，这样显然容易使数据出问题，比如会丢失修改数据等：

半同步复制，可以看到当主库进行更新时，在binlog写的过程中，会主动通知Dump进程(输出IO进程)开启，与从库进行数据的同步更新，然后从库会返回一个ack信号给主库的Dump进程，收到ack确认后，会给用户提交的修改进程发送信号，让其继续执行，当然当从库比较多时，这种方法不能保证全部的从库都进行更新，如果网络异常或从库宕机，主库压力过大等，都会造成超时，影响客户响应，并行复制可以一定程度上解决类似问题：

主从复制和主主复制区别？

最大区别是 主从是对主操作数据，从会实时同步数据。反之对从操作，主不会同步数据，还有可能造成数据紊乱，导致主从失效。
主主则是无论对那一台操作，另一个都会同步数据。一般用作高容灾方案

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