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MySQL Router实现MySQL的读写分离

1.简介

MySQL Router是MySQL官方提供的一个轻量级MySQL中间件，用于取代以前老版本的SQL proxy。

既然MySQL Router是一个数据库的中间件，那么MySQL Router必须能够分析来自前面客户端的SQL请求是写请求还是读请求，以便决定这个SQL请求是发送给master还是slave，以及发送给哪个master、哪个slave。这样，MySQL Router就实现了MySQL的读写分离，对MySQL请求进行了负载均衡。

因此，MySQL Router的前提是后端实现了MySQL的主从复制。

MySQL Router很轻量级，只能通过不同的端口来实现简单的读/写分离，且读请求的调度算法只能使用默认的rr(round-robin)，更多一点、更复杂一点的能力都不具备。所以，在实现MySQL Router时，需要自行配置好后端MySQL的高可用。高可用建议通过Percona XtraDB Cluster或MariaDB Galera或MySQL官方的group replication实现，如果实在没有选择，还可以通过MHA实现。

所以，一个简单的MySQL Router部署图如下。

本文将使用MySQL Router分别实现后端无MySQL主从高可用情形的读写分离，至于为什么不实现后端有MySQL高可用的读写分离情形。在我看来，MySQL Router只是一个玩具，不仅功能少，而且需要在应用程序代码中指定读/写的不同端口(见后文关于配置文件的解释)，在实际环境中应该没人会这样用。

2.配置MySQL Router

以下是实验环境。

角色名	主机IP	MySQL版本	数据状态
MySQL Router	192.168.0.10	MySQL 8.0.12	无
master	192.168.0.242	MySQL 8.0.12	全新实例
slave1	192.168.0.240	MySQL 8.0.12	全新实例
slave2	192.168.0.238	MySQL 8.0.12	全新实例

因为后端MySQL主从复制没有实现高可用，所以只有一个master节点负责写操作。

所有后端MySQL节点都是刚安装好的全新MySQL实例，所以直接开启主从复制即可。如果是已有数据的主从复制，需要先保证它们已同步好，方法见：将slave恢复到master指定的坐标。

2.1 安装MySQL Router

wget https://cdn.mysql.com//Downloads/MySQL-Router/mysql-router-8.0.13-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xz

tar xf mysql-router-8.0.13-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xz
mv mysql-router-8.0.13-linux-glibc2.12-x86_64 /usr/local/mysqlrouter

这就完了，就这么简单。

解压二进制包后，解压目录下有以下几个文件。

[root@s1 mr]# ls
bin  data  include  lib  run  share

bin目录下只有一个二进制程序mysqlrouter，这也是MySQL Router的主程序。

share目录下有示例配置文件和示例SysV风格的启动脚本，但是很不幸该脚本基于debian平台，在redhat系列上需要修改和安装一些东西才能使用。所以后文我自己写了一个centos下的SysV脚本。

[root@s1 mr]# ls share/doc/mysqlrouter/
License.txt  README.txt  sample_mysqlrouter.conf  sample_mysqlrouter.init

最后，将主程序添加到PATH环境变量中。

echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysqlrouter/bin" >/etc/profile.d/mysqlrouter.sh
chmod +x /etc/profile.d/mysqlrouter.sh
source /etc/profile.d/mysqlrouter.sh

2.2 启动并测试MySQL Router

以下是上述实验环境的配置文件，这里只有一个master节点192.168.0.242:3306，如果有多个写节点(master)，则使用逗号分隔各节点。关于配置文件，后文会解释。

[DEFAULT]
logging_folder =/usr/local/mysqlrouter/run/
plugin_folder =/usr/local/mysqlrouter/lib/mysqlrouter/
runtime_folder =/usr/local/mysqlrouter/run/
config_folder =/usr/local/mysqlrouter/etc/

[logger]
level =debug

[routing:masters]
bind_address = 192.168.0.10:7002
destinations = 192.168.0.242:3306
mode = read-write
connect_timeout = 2

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.0.10:7001
destinations = 192.168.0.240:3306,192.168.0.238:3306
mode = read-only
connect_timeout = 1

然后在MySQL Router所在的机器上创建上面使用的目录。

shell> mkdir /usr/local/mysqlrouter/run/ /usr/local/mysqlrouter/lib/mysqlrouter/ /usr/local/mysqlrouter/etc/

这样就可以启动MySQL Router来提供服务了(启动之前，请确保后端MySQL已被配置好主从复制)。

[root@mysql-proxy etc]# mysqlrouter --config /usr/local/mysqlrouter/etc/mysqlrouter.cnf &
[1] 1506

查看监听状态。这里监听的两个端口7001和7002是前端连接MySQL Router用的，它们用来接收前端发送的SQL请求，并按照读、写规则，将SQL请求路由到后端MySQL主从节点。

[root@mysql-proxy etc]# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.11:39668        0.0.0.0:*               LISTEN      -                   
tcp        0      0 192.168.0.10:7001       0.0.0.0:*               LISTEN      1506/mysqlrouter    
tcp        0      0 192.168.0.10:7002       0.0.0.0:*               LISTEN      1506/mysqlrouter    
[root@mysql-proxy etc]#

查看日志：

[root@mysql-proxy etc]# cat /usr/local/mysqlrouter/run/mysqlrouter.log
2018-11-09 14:19:14 main DEBUG [7f60a856d780] Main logger initialized, logging to '/usr/local/mysqlrouter/run/mysqlrouter.log'
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780] Loading all plugins.
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780]   plugin 'routing:masters' loading
2018-11-09 14:19:14 main DEBUG [7f60a856d780]   plugin 'routing' loaded ok
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780]   plugin 'routing:slaves' loading
2018-11-09 14:19:14 main DEBUG [7f60a856d780]   plugin 'routing' loaded ok
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780] Initializing all plugins.
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780]   plugin 'routing' initializing
2018-11-09 14:19:14 main DEBUG [7f60a856d780]   plugin 'routing' init exit ok
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780] Starting all plugins.
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a57a2700]   plugin 'routing:masters' starting
2018-11-09 14:19:14 routing INFO [7f60a57a2700] [routing:masters] started: listening on 192.168.0.10:7002
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a4fa1700]   plugin 'routing:slaves' starting
2018-11-09 14:19:14 routing INFO [7f60a4fa1700] [routing:slaves] started: listening on 192.168.0.10:7001
2018-11-09 14:19:14 main INFO [7f60a856d780] Running.

最后进行测试即可。测试前，先在后端Master上授权MySQL Router节点允许连接，它将会复制到两个slave节点上。

mysql> grant all on *.* to root@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';

连上MySQL Router的7002端口，这个端口是负责写的端口。由于没有配置主从高可用，所以，简单测试下是否能写即可。

[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"select @@server_id;" -P7002
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|           1 |
+-------------+
[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"show databases;" -P7002
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| db01               |
| db02               |
| db03               |
| first_db           |
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
| test               |
| test1              |
+--------------------+

再测试下各slave节点，是否能实现rr调度算法的读请求的负载均衡。

[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"select @@server_id;" -P7001
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|          10 |
+-------------+
[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"select @@server_id;" -P7001
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|          31 |
+-------------+
[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"select @@server_id;" -P7001
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|          10 |
+-------------+
[root@mysql-proxy etc]# mysql -h192.168.0.10 -uroot -pabc123 -e"select @@server_id;" -P7001
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|          31 |
+-------------+

显然，测试的结果一切正常。

这样看来MySQL Router好简单，确实好简单。只需提供一个合理的配置文件，一切都完成了。那么，下面解释下MySQL Router的配置文件。

3.MySQL Router的配置文件解释

MySQL Router的配置文件也很简单，需要配置的项不多。

mysql router默认会寻找安装目录下的"mysqlrouter.conf"和家目录下的".mysqlrouter.conf"。也可以在二进制程序mysqlrouter命令下使用"-c"或者"--config"手动指定配置文件。

MySQL router的配置文件是片段式的，常用的就3个片段：[DEFAULT]、[logger]、[routing:NAME]。片段名称区分大小写，且只支持单行"#"或";"注释，不支持行中、行尾注释。

以上面示例的配置文件为例。

[DEFAULT]
config_folder = /etc/mysqlrouter
logging_folder = /usr/local/mysqlrouter/log
runtime_folder = /var/run/mysqlrouter

[logger]
level = INFO

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001
destinations = 192.168.100.23:3306,192.168.100.24:3306
mode = read-only
connect_timeout = 1

[routing:masters]
bind_address = 192.168.100.21:7002
destinations = 192.168.100.22:3306
mode = read-write
connect_timeout = 2

1.DEFAULT片段的配置。

[DEFAULT]片段通常配置配置文件的目录、日志的目录、MySQL router运行时的目录(如pid文件)。

例如：

[DEFAULT]
config_folder=/etc/mysqlrouter   # 指定额外的配置文件目录，该目录下的conf文件都会被加载
logging_folder=/usr/local/mysqlrouter/log  # 指定日志目录，日志文件名为mysqlrouter.log
runtime_folder=/var/run/mysqlrouter        # 指定运行时目录，默认为/run/mysqlrouter

2.logger片段的配置。

[logger]片段只有一个选项，设置日志的记录级别。

[logger]
level=debug   # 有debug、info(默认)、warning、error、fatal，不区分大小写

3.routing片段的配置。

[routing:NAME]是MySQL router主要部分，设置不同的路由实例，其中NAME可以随意命名。如[routing:slaves]、[routing:masters]。

在routing配置片段，可以设置的选项包括：

(1).bind_address和bind_port
bind_address和bind_port是mysql router监听前端SQL请求的地址和端口。其中端口是MySQL Router要求强制提供的，但可以不用bind_port绑定，因为它可用通过bind_address的IP:PORT格式指定。
一个routing规则中只能设置一个地址监听指令，但可以通过"0.0.0.0"来监听主机上所有的地址。如果没有提供监听地址，则默认监听127.0.0.1。
另外，监听地址不能出现在destinations指令指定的列表中。
示例如下：

[routing:slaves]
bind_port = 7001
[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21
bind_port = 7001
[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001

一般来说，通过不同端口实现读/写分离，并非好方法，最大的原因是需要在应用程序代码中指定这些连接端口。但是，MySQL Router只能通过这种方式实现读写分离，所以MySQL Router拿来当玩具玩玩就好。

(2).destinations
定义routing规则的转发目标，格式为HOST:PORT，HOST可以是IP也可以是主机名，多个转发目标使用逗号分隔。如定义的目标列表是多个slave。

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001
destinations = 192.168.100.23:3306,192.168.100.24:3306
[routing:masters]
bind_address = 192.168.100.21:7002
destinations = 192.168.100.22:3306,192.168.100.100:3306

(3).mode
MySQL router提供两种mode：read-only和read-write。这两种方式会产生不同的转发调度方式。
- 设置为read-write，常用于设置destinations为master时，实现master的高可用。
  - 调度方式：当MySQL router第一次收到客户端请求时，会将请求转发给destinations列表中的第一个目标，第二次收到客户端请求还是会转发给第一个目标，只有当第一个目标联系不上(如关闭了MySQL服务、宕机等)才会联系第二个目标，如果所有目标都联系不上，MySQL Router会中断。这种调度方式被称为"first-available"。
  - 当联系上了某一个目标时，MySQL Router会将其缓存下来，下次收到请求还会继续转发给该目标。既然是缓存的目标，就意味着在MySQL Router重启之后就会失效。
  - 所以通过MySQL Router实现读写分离的写时，可以设置多个master，让性能好的master放在destinations列表的第一个位置，其他的master放在后面的位置作为备用master。
- 设置为read-only，常用于设置destinations为slave时，实现MySQL读请求负载均衡。
  - 调度方式：当MySQL route收到客户端请求时，会从destinations列表中的第一个目标开始向后轮询(round-robin)，第一个请求转发给第一个目标，第二个请求转发给第二个目标，转发给最后一个目标之后的下一个请求又转发给第一个目标。如果第一个目标不可用，会依次向后检查，直到目标可用，如果所有目标都不可用，则MySQL Router中断。
  - 那些不可用的目标会暂时被隔离，并且mysql router会不断的检查它们的状况，当重新可用时会重新加入到目标列表。
(4).connect_timeout
MySQL Router联系destinations的超时时间，默认为1秒，值的范围为1-65536。应该尽量设置值小点，免得等待时间过长。
对于read-write模式，可以将超时时间设置的稍长一点点，防止误认为主master不可用而去联系备master。
对于read-only模式，可以将超时时间设置的稍短一点点，因为这种模式下是destinations列表轮询的，即使误判了影响也不会太大。
(5).其他选项
还能设置一些其他的指令，如使用的协议、最大请求数等，但是都可以不用设置使用默认值，它们都是MySQL Router结合MySQL优化过的一些选项，本身已经较完美了。

配置文件大概就这些内容，配置好后，记得先创建default片段中涉及到的目录。之后就可以启动mysql router提供读/写分离服务了。

4.为MySQL Router提供SysV脚本

MySQL Router只提供了一个主程序(bin目录下的mysqlrouter)，且该程序只能启动，没有停止选项，所以只能使用kill命令来杀掉进程。

MySQL Router也提供了示例启动脚本，该脚本在位置为$basedir/share/doc/mysqlrouter/sample_mysqlrouter.init，但是该脚本是基于Debian平台的，在CentOS上需要设置和安装一些东西，所以不用它，自己写个粗糙点的脚本即可。

shell> vim /etc/init.d/mysqlrouter
#!/bin/bash

# chkconfig: - 78 30
# Description: Start / Stop MySQL Router

DAEMON=/usr/local/mysqlrouter
proc=$DAEMON/bin/mysqlrouter
DAEMON_OPTIONS="-c ${DAEMON}/etc/mysqlrouter.conf"

. /etc/init.d/functions

start() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        action "MySQL Router is working" /bin/false
    else
        $proc $DAEMON_OPTIONS & &>/dev/null
        retval=$?
        echo
    if [ $retval -eq 0 ]; then
             touch /var/lock/subsys/mysqlrouter
        action "Starting MySQL Router" /bin/true
        else
        echo "Starting MySQL Router Failure"
        fi
    fi
}
    
stop() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        killall $proc
        retval=$?
        echo
        if [ $retval -eq 0 ]; then
            rm -f /var/lock/subsys/mysqlrouter
            action "Stoping MySQL Router" /bin/true
        fi
    else
        action "MySQL Router is not working" /bin/false
    fi
}

status() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        echo "MySQL Router is running"
    else
        echo "MySQL Router is not running"
    fi
}

case "$1" in
    start)
        start
        sleep 1
        ;;
     stop)
        stop
        sleep 1
        ;;
    restart)
        stop
        start
        sleep 1
        ;;
    status)
        status
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop|status|restart}"
        retval=1
        ;;
esac

exit $retval

然后赋予执行权限。

shell> chmod +x /etc/init.d/mysqlrouter

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