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MySQL主從複製讀寫分離，看這篇就夠了！

2020-08-25

思維導圖

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文章已收錄到我的Github精選，歡迎Star：https://github.com/yehongzhi/learningSummary

前言

在很多項目，特別是互聯網項目，在使用MySQL時都會採用主從複製、讀寫分離的架構。

為什麼要採用主從複製讀寫分離的架構？如何實現？有什麼缺點？讓我們帶著這些問題開始這段學習之旅吧！

為什麼使用主從複製、讀寫分離

主從複製、讀寫分離一般是一起使用的。目的很簡單，就是為了提高數據庫的併發性能。你想，假設是單機，讀寫都在一臺MySQL上面完成，性能肯定不高。如果有三臺MySQL，一臺mater只負責寫操作，兩臺salve只負責讀操作，性能不就能大大提高了嗎？

所以主從複製、讀寫分離就是為了數據庫能支持更大的併發。

隨著業務量的擴展、如果是單機部署的MySQL，會導致I/O頻率過高。採用主從複製、讀寫分離可以提高數據庫的可用性。

主從複製的原理

①當Master節點進行insert、update、delete操作時，會按順序寫入到binlog中。

②salve從庫連接master主庫，Master有多少個slave就會創建多少個binlog dump線程。

③當Master節點的binlog發生變化時，binlog dump 線程會通知所有的salve節點，並將相應的binlog內容推送給slave節點。

④I/O線程接收到 binlog 內容後，將內容寫入到本地的 relay-log。

⑤SQL線程讀取I/O線程寫入的relay-log，並且根據 relay-log 的內容對從數據庫做對應的操作。

如何實現主從複製

我這裡用三臺虛擬機(Linux)演示，IP分別是104(Master)，106(Slave)，107(Slave)。

預期的效果是一主二從，如下圖所示：

Master配置

使用命令行進入mysql：

mysql -u root -p

接著輸入root用戶的密碼(密碼忘記的話就網上查一下重置密碼吧~)，然後創建用戶：

//192.168.0.106是slave從機的IP
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'root'@'192.168.0.106' identified by 'Java@1234';
//192.168.0.107是slave從機的IP
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'root'@'192.168.0.107' identified by 'Java@1234';
//刷新系統權限表的配置
FLUSH PRIVILEGES;

創建的這兩個用戶在配置slave從機時要用到。

接下來在找到mysql的配置文件/etc/my.cnf，增加以下配置：

# 開啟binlog
log-bin=mysql-bin
server-id=104
# 需要同步的數據庫，如果不配置則同步全部數據庫
binlog-do-db=test_db
# binlog日誌保留的天數，清除超過10天的日誌
# 防止日誌文件過大，導致磁盤空間不足
expire-logs-days=10

配置完成後，重啟mysql：

service mysql restart

可以通過命令行show master status\G;查看當前binlog日誌的信息(後面有用)：

Slave配置

Slave配置相對簡單一點。從機肯定也是一臺MySQL服務器，所以和Master一樣，找到/etc/my.cnf配置文件，增加以下配置：

# 不要和其他mysql服務id重複即可
server-id=106

接著使用命令行登錄到mysql服務器：

mysql -u root -p

然後輸入密碼登錄進去。

進入到mysql後，再輸入以下命令：

CHANGE MASTER TO 
MASTER_HOST='192.168.0.104',//主機IP
MASTER_USER='root',//之前創建的用戶賬號
MASTER_PASSWORD='Java@1234',//之前創建的用戶密碼
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',//master主機的binlog日誌名稱
MASTER_LOG_POS=862,//binlog日誌偏移量
master_port=3306;//端口

還沒完，設置完之後需要啟動：

# 啟動slave服務
start slave;

啟動完之後怎麼校驗是否啟動成功呢？使用以下命令：

show slave status\G;

可以看到如下信息（摘取部分關鍵信息）：

*************************** 1. row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 192.168.0.104
                  Master_User: root
                  Master_Port: 3306
                Connect_Retry: 60
              Master_Log_File: mysql-bin.000001
          Read_Master_Log_Pos: 619
               Relay_Log_File: mysqld-relay-bin.000001
                Relay_Log_Pos: 782
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001 //binlog日誌文件名稱
             Slave_IO_Running: Yes //Slave_IO線程、SQL線程都在運行
            Slave_SQL_Running: Yes
             Master_Server_Id: 104 //master主機的服務id
                  Master_UUID: 0ab6b3a6-e21d-11ea-aaa3-080027f8d623
             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 the slave I/O thread to update it
           Master_Retry_Count: 86400
                Auto_Position: 0

另一臺slave從機配置一樣，不再贅述。

測試主從複製

在master主機執行sql：

CREATE TABLE `tb_commodity_info` (
  `id` varchar(32) NOT NULL,
  `commodity_name` varchar(512) DEFAULT NULL COMMENT '商品名稱',
  `commodity_price` varchar(36) DEFAULT '0' COMMENT '商品價格',
  `number` int(10) DEFAULT '0' COMMENT '商品數量',
  `description` varchar(2048) DEFAULT '' COMMENT '商品描述',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='商品信息表';

接著我們可以看到兩臺slave從機同步也創建了商品信息表：
在這裡插入圖片描述

主從複製就完成了！java技術愛好者有點東西哦~

讀寫分離

主從複製完成後，我們還需要實現讀寫分離，master負責寫入數據，兩臺slave負責讀取數據。怎麼實現呢？

實現的方式有很多，以前我公司是採用AOP的方式，通過方法名判斷，方法名中有get、select、query開頭的則連接slave，其他的則連接master數據庫。

但是通過AOP的方式實現起來代碼有點繁瑣，有沒有什麼現成的框架呢，答案是有的。

Apache ShardingSphere 是一套開源的分佈式數據庫中間件解決方案組成的生態圈，它由 JDBC、Proxy兩部分組成。

ShardingSphere-JDBC定位為輕量級 Java 框架，在 Java 的 JDBC 層提供的額外服務。 它使用客戶端直連數據庫，以 jar 包形式提供服務，無需額外部署和依賴，可理解為增強版的 JDBC 驅動，完全兼容 JDBC 和各種 ORM 框架。

讀寫分離就可以使用ShardingSphere-JDBC實現。
在這裡插入圖片描述

下面演示一下SpringBoot+Mybatis+Mybatis-plus+druid+ShardingSphere-JDBC代碼實現。

項目配置

版本說明：

SpringBoot：2.0.1.RELEASE
druid：1.1.22
mybatis-spring-boot-starter:1.3.2
mybatis-plus-boot-starter：3.0.7
sharding-jdbc-spring-boot-starter:4.1.1

添加sharding-jdbc的maven配置：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
    <artifactId>sharding-jdbc-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>4.1.1</version>
</dependency>

然後在application.yml添加配置：

# 這是使用druid連接池的配置，其他的連接池配置可能有所不同
spring:
  shardingsphere:
    datasource:
      names: master,slave0,slave1
      master:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://192.168.0.108:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT
        username: yehongzhi
        password: YHZ@1234
      slave0:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://192.168.0.109:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT
        username: yehongzhi
        password: YHZ@1234
      slave1:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://192.168.0.110:3306/test_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&tinyInt1isBit=false&useSSL=false&serverTimezone=GMT
        username: yehongzhi
        password: YHZ@1234
    props:
      sql.show: true
    masterslave:
      load-balance-algorithm-type: round_robin
    sharding:
      master-slave-rules:
        master:
          master-data-source-name: master
          slave-data-source-names: slave0,slave1

sharding.master-slave-rules是標明主庫和從庫，一定不要寫錯，否則寫入數據到從庫，就會導致無法同步。

load-balance-algorithm-type是路由策略，round_robin表示輪詢策略。

啟動項目，可以看到以下信息，代表配置成功：

編寫Controller接口：

    /**
     * 添加商品
     *
     * @param commodityName  商品名稱
     * @param commodityPrice 商品價格
     * @param description    商品價格
     * @param number         商品數量
     * @return boolean 是否添加成功
     * @author java技術愛好者
     */
    @PostMapping("/insert")
    public boolean insertCommodityInfo(@RequestParam(name = "commodityName") String commodityName,
                                       @RequestParam(name = "commodityPrice") String commodityPrice,
                                       @RequestParam(name = "description") String description,
                                       @RequestParam(name = "number") Integer number) throws Exception {
        return commodityInfoService.insertCommodityInfo(commodityName, commodityPrice, description, number);
    }

準備就緒，開始測試！

測試

打開POSTMAN，添加商品：

控制檯可以看到如下信息：

查詢數據的話則通過slave進行：

就是這麼簡單！

缺點

儘管主從複製、讀寫分離能很大程度保證MySQL服務的高可用和提高整體性能，但是問題也不少：

  • 從機是通過binlog日誌從master同步數據的，如果在網絡延遲的情況，從機就會出現數據延遲。那麼就有可能出現master寫入數據後，slave讀取數據不一定能馬上讀出來。

可能有人會問，有沒有事務問題呢？

實際上這個框架已經想到了，我們看回之前的那個截圖，有一句話是這樣的：

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我是java技術愛好者，羅定的java精英，人稱 【羅ja英】

堅持原創，持續輸出兼具廣度和深度的技術文章。

上面所有例子的代碼都上傳Github了：

https://github.com/yehongzhi/mall

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拒絕做一條鹹魚，我是一個努力讓大家記住的程序員。我們下期再見！！！
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