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  • MySql的主从复制以及读写分离详解

    MySQL主从复制(Master-Slave)与读写分离(MySQL-Proxy)实践

    Mysql作为目前世界上使用最广泛的免费数据库，相信所有从事系统运维的工程师都一定接触过。但在实际的生产环境中，由单台Mysql作为独立的数据库是完全不能满足实际需求的，无论是在安全性，高可用性以及高并发等各个方面。

    因此，一般来说都是通过 主从复制（Master-Slave）的方式来同步数据，再通过读写分离（MySQL-Proxy）来提升数据库的并发负载能力 这样的方案来进行部署与实施的。

    如下图所示：

    下面是我在实际工作过程中所整理的笔记，在此分享出来，以供大家参考。

    一、MySQL的安装与配置
    具体的安装过程，建议参考我的这一篇文章：http://heylinux.com/archives/993.html
    值得一提的是，我的安装过程都是源码包编译安装的，并且所有的配置与数据等都统一规划到了/opt/mysql目录中，因此在一台服务器上安装完成以后，可以将整个mysql目录打包，然后传到其它服务器上解包，便可立即使用。

    二、MySQL主从复制
    场景描述：
    主数据库服务器：192.168.10.130，MySQL已经安装，并且无应用数据。
    从数据库服务器：192.168.10.131，MySQL已经安装，并且无应用数据。

    2.1 主服务器上进行的操作
    启动mysql服务
    /opt/mysql/init.d/mysql start

    通过命令行登录管理MySQL服务器
    /opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

    授权给从数据库服务器192.168.10.131
    mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* to 'rep1'@'192.168.10.131' identified by ‘password’;

    查询主数据库状态
    Mysql> show master status;
    +------------------+----------+--------------+------------------+
    | File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
    +------------------+----------+--------------+------------------+
    | mysql-bin.000005 | 261 | | |
    +------------------+----------+--------------+------------------+

    记录下 FILE 及 Position 的值，在后面进行从服务器操作的时候需要用到。

    2.2 配置从服务器
    修改从服务器的配置文件/opt/mysql/etc/my.cnf
    将 server-id = 1修改为 server-id = 10，并确保这个ID没有被别的MySQL服务所使用。

    启动mysql服务
    /opt/mysql/init.d/mysql start

    通过命令行登录管理MySQL服务器
    /opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

    执行同步SQL语句
    mysql> change master to
    master_host=’192.168.10.130’,
    master_user=’rep1’,
    master_password=’password’,
    master_log_file=’mysql-bin.000005’,
    master_log_pos=261;

    正确执行后启动Slave同步进程
    mysql> start slave;

    主从同步检查
    mysql> show slave statusG
    ==============================================
    **************** 1. row *******************
    Slave_IO_State:
    Master_Host: 192.168.10.130
    Master_User: rep1
    Master_Port: 3306
    Connect_Retry: 60
    Master_Log_File: mysql-bin.000005
    Read_Master_Log_Pos: 415
    Relay_Log_File: localhost-relay-bin.000008
    Relay_Log_Pos: 561
    Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000005
    Slave_IO_Running: YES
    Slave_SQL_Running: YES
    Replicate_Do_DB:
    ……………省略若干……………
    Master_Server_Id: 1
    1 row in set (0.01 sec)
    ==============================================

    其中Slave_IO_Running 与 Slave_SQL_Running 的值都必须为YES，才表明状态正常。

    如果主服务器已经存在应用数据，则在进行主从复制时，需要做以下处理：
    (1)主数据库进行锁表操作，不让数据再进行写入动作
    mysql> FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

    (2)查看主数据库状态
    mysql> show master status;

    (3)记录下 FILE 及 Position 的值。
    将主服务器的数据文件（整个/opt/mysql/data目录）复制到从服务器，建议通过tar归档压缩后再传到从服务器解压。

    (4)取消主数据库锁定
    mysql> UNLOCK TABLES;

    2.3 验证主从复制效果

    主服务器上的操作
    在主服务器上创建数据库first_db
    mysql> create database first_db;
    Query Ok, 1 row affected (0.01 sec)

    在主服务器上创建表first_tb
    mysql> create table first_tb(id int(3),name char(10));
    Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

    在主服务器上的表first_tb中插入记录
    mysql> insert into first_tb values (001,’myself’);
    Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

    在从服务器上查看
    mysql> show databases;
    =============================
    +--------------------+
    | Database |
    +--------------------+
    | information_schema |
    | first_db |
    | mysql |
    | performance_schema |
    | test |
    +--------------------+
    5 rows in set (0.01 sec)
    =============================
    数据库first_db已经自动生成

    mysql> use first_db
    Database chaged

    mysql> show tables;
    =============================
    +--------------------+
    | Tables_in_first_db |
    +--------------------+
    | first_tb |
    +--------------------+
    1 row in set (0.02 sec)
    =============================
    数据库表first_tb也已经自动创建

    mysql> select * from first_tb;
    =============================
    +------+------+
    | id | name |
    +------+------+
    | 1 | myself |
    +------+------+
    1 rows in set (0.00 sec)
    =============================
    记录也已经存在

    由此，整个MySQL主从复制的过程就完成了，接下来，我们进行MySQL读写分离的安装与配置。

    三、MySQL读写分离
    场景描述：
    数据库Master主服务器：192.168.10.130
    数据库Slave从服务器：192.168.10.131
    MySQL-Proxy调度服务器：192.168.10.132

    以下操作，均是在192.168.10.132即MySQL-Proxy调度服务器 上进行的。

    3.1 MySQL的安装与配置
    具体的安装过程与上文相同。

    3.2 检查系统所需软件包
    通过 rpm -qa | grep name 的方式验证以下软件包是否已全部安装。
    gcc* gcc-c++* autoconf* automake* zlib* libxml* ncurses-devel* libmcrypt* libtool* flex* pkgconfig*
    libevent* glib*

    若缺少相关的软件包，可通过yum -y install方式在线安装，或直接从系统安装光盘中找到并通过rpm -ivh方式安装。

    3.3 编译安装lua
    MySQL-Proxy的读写分离主要是通过rw-splitting.lua脚本实现的，因此需要安装lua。

    lua可通过以下方式获得
    从http://www.lua.org/download.html下载源码包

    从rpm.pbone.NET搜索相关的rpm包
    download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/i386/lua-5.1.4-4.el5.i386.rpm
    download.fedora.redhat.com/pub/fedora/epel/5/x86_64/lua-5.1.4-4.el5.x86_64.rpm

    这里我们建议采用源码包进行安装
    cd /opt/install
    wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.1.4.tar.gz
    tar zvfx lua-5.1.4.tar.gz
    cd lua-5.1.4

    vi src/Makefile
    在 CFLAGS= -O2 -Wall $(MYCFLAGS) 这一行记录里加上-fPIC，更改为 CFLAGS= -O2 -Wall -fPIC $(MYCFLAGS) 来避免编译过程中出现错误。

    make Linux
    make install

    cp etc/lua.pc /usr/lib/pkgconfig/
    export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/lib/pkgconfig

    3.4 安装配置MySQL-Proxy
    MySQL-Proxy可通过以下网址获得：
    http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/

    推荐采用已经编译好的二进制版本，因为采用源码包进行编译时，最新版的MySQL-Proxy对automake，glib以及libevent的版本都有很高的要求，而这些软件包都是系统的基础套件，不建议强行进行更新。
    并且这些已经编译好的二进制版本在解压后都在统一的目录内，因此建议选择以下版本：
    32位RHEL5平台：
    http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
    64位RHEL5平台：
    http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-64bit.tar.gz

    测试平台为RHEL5 32位，因此选择32位的软件包
    wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz

    tar xzvf mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit.tar.gz
    mv mysql-proxy-0.8.1-linux-rhel5-x86-32bit /opt/mysql-proxy

    创建mysql-proxy服务管理脚本
    mkdir /opt/mysql-proxy/init.d/

    vim mysql-proxy

     
    01 #!/bin/sh
    02 #
    03 # mysql-proxy This script starts and stops the mysql-proxy daemon
    04 #
    05 # chkconfig: - 78 30
    06 # processname: mysql-proxy
    07 # description: mysql-proxy is a proxy daemon to mysql
    08  
    09 # Source function library.
    10 . /etc/rc.d/init.d/functions
    11  
    12 #PROXY_PATH=/usr/local/bin
    13 PROXY_PATH=/opt/mysql-proxy/bin
    14  
    15 prog="mysql-proxy"
    16  
    17 # Source networking configuration.
    18 . /etc/sysconfig/network
    19  
    20 # Check that networking is up.
    21 [ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0
    22  
    23 # Set default mysql-proxy configuration.
    24 #PROXY_OPTIONS="--daemon"
    25 PROXY_OPTIONS="--admin-username=root --admin-password=password --proxy-read-only-backend-addresses=192.168.10.131:3306 --proxy-backend-addresses=192.168.10.130:3306  --admin-lua-script=/opt/mysql-proxy/lib/mysql-proxy/lua/admin.lua --proxy-lua-script=/opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua"
    26 PROXY_PID=/opt/mysql-proxy/run/mysql-proxy.pid
    27  
    28 # Source mysql-proxy configuration.
    29 if [ -f /etc/sysconfig/mysql-proxy ]; then
    30         . /etc/sysconfig/mysql-proxy
    31 fi
    32  
    33 PATH=$PATH:/usr/bin:/usr/local/bin:$PROXY_PATH
    34  
    35 # By default it's all good
    36 RETVAL=0
    37  
    38 # See how we were called.
    39 case "$1" in
    40   start)
    41         # Start daemon.
    42         echo -n $"Starting $prog: "
    43         $NICELEVEL $PROXY_PATH/mysql-proxy $PROXY_OPTIONS --daemon --pid-file=$PROXY_PID --user=mysql --log-level=warning --log-file=/opt/mysql-proxy/log/mysql-proxy.log
    44         RETVAL=$?
    45         echo
    46         if [ $RETVAL = 0 ]; then
    47                 touch /var/lock/subsys/mysql-proxy
    48         fi
    49        ;;
    50   stop)
    51         # Stop daemons.
    52         echo -n $"Stopping $prog: "
    53         killproc $prog
    54         RETVAL=$?
    55         echo
    56         if [ $RETVAL = 0 ]; then
    57                 rm -f /var/lock/subsys/mysql-proxy
    58                 rm -f $PROXY_PID
    59         fi
    60        ;;
    61   restart)
    62         $0 stop
    63         sleep 3
    64         $0 start
    65        ;;
    66   condrestart)
    67        [ -e /var/lock/subsys/mysql-proxy ] && $0 restart
    68       ;;
    69   status)
    70         status mysql-proxy
    71         RETVAL=$?
    72        ;;
    73   *)
    74         echo "Usage: $0 {start|stop|restart|status|condrestart}"
    75         RETVAL=1
    76        ;;
    77 esac
    78  
    79 exit $RETVAL

    脚本参数详解：
    ==============================================
    PROXY_PATH=/opt/mysql-proxy/bin //定义mysql-proxy服务二进制文件路径

    PROXY_OPTIONS="--admin-username=root //定义内部管理服务器账号
    --admin-password=password //定义内部管理服务器密码
    --proxy-read-only-backend-addresses=192.168.10.131:3306 //定义后端只读从服务器地址
    --proxy-backend-addresses=192.168.10.130:3306 //定义后端主服务器地址
    --admin-lua-script=/opt/mysql-proxy/lib/mysql-proxy/lua/admin.lua //定义lua管理脚本路径
    --proxy-lua-script=/opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua" //定义lua读写分离脚本路径

    PROXY_PID=/opt/mysql-proxy/run/mysql-proxy.pid //定义mysql-proxy PID文件路径

    $NICELEVEL $PROXY_PATH/mysql-proxy $PROXY_OPTIONS
    --daemon //定义以守护进程模式启动
    --keepalive //使进程在异常关闭后能够自动恢复
    --pid-file=$PROXY_PID //定义mysql-proxy PID文件路径
    --user=mysql //以mysql用户身份启动服务
    --log-level=warning //定义log日志级别，由高到低分别有(error|warning|info|message|debug)
    --log-file=/opt/mysql-proxy/log/mysql-proxy.log //定义log日志文件路径
    ==============================================

    cp mysql-proxy /opt/mysql-proxy/init.d/
    chmod +x /opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy

    mkdir /opt/mysql-proxy/run
    mkdir /opt/mysql-proxy/log

    mkdir /opt/mysql-proxy/scripts

    配置并使用rw-splitting.lua读写分离脚本
    最新的脚本我们可以从最新的mysql-proxy源码包中获取
    cd /opt/install

    wget http://mysql.cdpa.nsysu.edu.tw/Downloads/MySQL-Proxy/mysql-proxy-0.8.1.tar.gz

    tar xzvf mysql-proxy-0.8.1.tar.gz
    cd mysql-proxy-0.8.1
    cp lib/rw-splitting.lua /opt/mysql-proxy/scripts

    修改读写分离脚本rw-splitting.lua
    修改默认连接，进行快速测试，不修改的话要达到连接数为4时才启用读写分离
    vim /opt/mysql-proxy/scripts/rw-splitting.lua
    =============================
    -- connection pool
    if not proxy.global.config.rwsplit then
    proxy.global.config.rwsplit = {
    min_idle_connections = 1, //默认为4
    max_idle_connections = 1, //默认为8
    is_debug = false
    }
    end
    =============================

    修改完成后，启动mysql-proxy
    /opt/mysql-proxy/init.d/mysql-proxy start

    3.5 测试读写分离效果
    创建用于读写分离的数据库连接用户
    登陆主数据库服务器192.168.10.130，通过命令行登录管理MySQL服务器
    /opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'
    mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'proxy1'@'192.168.10.132' IDENTIFIED BY 'password';
    由于我们配置了主从复制功能，因此从数据库服务器192.168.10.131上已经同步了此操作。

    为了清晰的看到读写分离的效果，需要暂时关闭MySQL主从复制功能
    登陆从数据库服务器192.168.10.131，通过命令行登录管理MySQL服务器
    /opt/mysql/bin/mysql -uroot -p'new-password'

    关闭Slave同步进程
    mysql> stop slave;
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    连接MySQL-Proxy
    /opt/mysql/bin/mysql -uproxy1 -p'password' -P4040 -h192.168.10.132

    登陆成功后，在first_db数据的first_tb表中插入两条记录
    mysql> use first_db;
    Database changed
    mysql> insert into first_tb values (007,’first’);
    Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)
    mysql> insert into first_tb values (110,’second’);
    Query Ok, 1 row affected (0.00 sec)

    查询记录
    mysql> select * from first_tb;
    =============================
    +------+------+
    | id | name |
    +------+------+
    | 1 | myself |
    +------+------+
    1 rows in set (0.00 sec)
    =============================
    通过读操作并没有看到新记录

    mysql> quit
    退出MySQL-Proxy

    下面，分别登陆到主从数据库服务器，对比记录信息
    首先，检查主数据库服务器
    mysql> select * from first_tb;
    =============================
    +------+------+
    | id | name |
    +------+------+
    | 1 | myself |
    +------+------+
    | 007 | first |
    +------+------+
    | 110 | second |
    +------+------+
    3 rows in set (0.00 sec)
    =============================
    两条新记录都已经存在

    然后，检查从数据库服务器
    mysql> select * from first_tb;
    =============================
    +------+------+
    | id | name |
    +------+------+
    | 1 | myself |
    +------+------+
    1 rows in set (0.00 sec)
    =============================
    没有新记录存在

    由此验证，我们已经实现了MySQL读写分离，目前所有的写操作都全部在Master主服务器上，用来避免数据的不同步；
    另外，所有的读操作都分摊给了其它各个Slave从服务器上，用来分担数据库压力。

    经验分享：
    1.当MySQL主从复制在 show slave statusG 时出现Slave_IO_Running或Slave_SQL_Running 的值不为YES时，需要首先通过 stop slave 来停止从服务器，然后再执行一次本文 2.1与2.2 章节中的步骤即可恢复，但如果想尽可能的同步更多的数据，可以在Slave上将master_log_pos节点的值在之前同步失效的值的基础上增大一些，然后反复测试，直到同步OK。因为MySQL主从复制的原理其实就是从服务器读取主服务器的binlog，然后根据binlog的记录来更新数据库。

    2.MySQL-Proxy的rw-splitting.lua脚本在网上有很多版本，但是最准确无误的版本仍然是源码包中所附带的lib/rw-splitting.lua脚本，如果有lua脚本编程基础的话，可以在这个脚本的基础上再进行优化；

    3.MySQL-Proxy实际上非常不稳定，在高并发或有错误连接的情况下，进程很容易自动关闭，因此打开--keepalive参数让进程自动恢复是个比较好的办法，但还是不能从根本上解决问题，因此通常最稳妥的做法是在每个从服务器上安装一个MySQL-Proxy供自身使用，虽然比较低效但却能保证稳定性；

    4.一主多从的架构并不是最好的架构，通常比较优的做法是通过程序代码和中间件等方面，来规划，比如设置对表数据的自增id值差异增长等方式来实现两个或多个主服务器，但一定要注意保证好这些主服务器数据的完整性，否则效果会比多个一主多从的架构还要差；

    5.MySQL-Cluster 的稳定性也不是太好；

    6.Amoeba for MySQL 是一款优秀的中间件软件，同样可以实现读写分离，负载均衡等功能，并且稳定性要大大超过MySQL-Proxy，建议大家用来替代MySQL-Proxy，甚至MySQL-Cluster。
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