MySQL读写分离

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。

读写分离应用：

mysql-proxy：Oracle，https://downloads.mysql.com/archives/proxy/
Atlas：Qihoo，https://github.com/Qihoo360/Atlas/blob/master/README_ZH.md
dbproxy：美团，https://github.com/Meituan-Dianping/DBProxy
Cetus：网易乐得，https://github.com/Lede-Inc/cetus
Amoeba：https://sourceforge.net/projects/amoeba/
Cobar：阿里巴巴，Amoeba的升级版
Mycat：基于Cobar， http://www.mycat.io/
ProxySQL：https://proxysql.com/

ProxySQL

ProxySQL： MySQL中间件，两个版本：官方版和percona版，percona版是基于官方版基础上修改，C++语言开发，轻量级但性能优异(支持处理千亿级数据)，具有中间件所需的绝大多数功能，包括：

多种方式的的读/写分离
定制基于用户、基于schema、基于语句的规则对SQL语句进行路由
缓存查询结果
后端节点监控
官方站点：https://proxysql.com/
官方手册：https://github.com/sysown/proxysql/wiki  # proxysql源仓库

基于RPM下载安装：https://github.com/sysown/proxysql/releases
ProxySQL组成

服务脚本：/etc/init.d/proxysql
配置文件：/etc/proxysql.cnf
主程序：/usr/bin/proxysql

准备：实现读写分离前，先实现主从复制
注意：slave节点需要设置read_only=1
（1）启动ProxySQL：service proxysql start
（2）启动后会监听两个默认端口

6032：ProxySQL的管理端口
6033：ProxySQL对外提供服务的端口

（3）使用mysql客户端连接到ProxySQL的管理接口6032，默认管理员用户和密码都是admin：

mysql -uadmin -padmin -P6032 -h127.0.0.1

说明：在main和monitor数据库中的表， runtime_开头的是运行时的配置，不能修改，只能修改非runtime_表，修改后必须执行LOAD … TO RUNTIME才能加载到RUNTIME生效，执行save … to disk将配置持久化保存到磁盘

ProxySQL安装

原理：配置好主从复制（B主、C从1、D从2）， 客户端将读写的数据发给A调度器，A调度器将写内容传递到B主服务器上，将读传递到C和D从服务器上。

模拟实验：

A主机：192.168.34.105   调度器

B主机：192.168.34.101  主服务器

C主机：192.168.34.102  C从服务器

D主机：192.168.34.103  D从服务器

注意：要确定C和D从服务器的mysql配置文件中添加read-only选项

（1）先在A主机上配置proxysql的yum源，并安装proxysql包

[root@centos6~]#cat <<EOF | tee /etc/yum.repos.d/proxysql.repo  创建proxysql的yum源
> [proxysql_repo]
> name= ProxySQL YUM repository
> baseurl=http://repo.proxysql.com/ProxySQL/proxysql-1.4.x/centos/$releasever
> gpgcheck=1
> gpgkey=http://repo.proxysql.com/ProxySQL/repo_pub_key
> EOF

[root@centos6~]#cat /etc/yum.repos.d/proxysql.repo   查看yum源配置文件信息
[proxysql_repo]
name= ProxySQL YUM repository
baseurl=http://repo.proxysql.com/ProxySQL/proxysql-1.4.x/centos/$releasever
gpgcheck=1
gpgkey=http://repo.proxysql.com/ProxySQL/repo_pub_key

A主机安装proxysql包

[root@centos6~]#yum install proxysql -y

A主机开启proxysql服务

[root@centos6~]#service proxysql start 
Starting ProxySQL: 2019-11-26 09:02:37 [INFO] Using config file /etc/proxysql.cnf
DONE!

在A主机上，连接msyql服务，默认的用户名是admin 密码是admin 连接端口号：6032

[root@centos6~]#mysql -uadmin -padmin -h127.0.0.1  -P6032 
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or g.
Your MySQL connection id is 2
Server version: 5.5.30 (ProxySQL Admin Module)

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or 'h' for help. Type 'c' to clear the current input statement.

mysql> use main;
MySQL [main]> show tables;
+--------------------------------------------+
| tables                                     |
+--------------------------------------------+
| global_variables                           |
| mysql_collations                           |
| mysql_group_replication_hostgroups         |
| mysql_query_rules                          |
| mysql_query_rules_fast_routing             |
| mysql_replication_hostgroups               |
| mysql_servers                              |  #查看对应的mysql服务表
| mysql_users                                |
| proxysql_servers                           |
| runtime_checksums_values                   |
| runtime_global_variables                   |
| runtime_mysql_group_replication_hostgroups |
| runtime_mysql_query_rules                  |
| runtime_mysql_query_rules_fast_routing     |
| runtime_mysql_replication_hostgroups       |
| runtime_mysql_servers                      |
| runtime_mysql_users                        |
| runtime_proxysql_servers                   |
| runtime_scheduler                          |
| scheduler                                  |
+--------------------------------------------+
20 rows in set (0.01 sec)

在A主机上，向ProxySQL中添加MySQL节点，以下操作不需要use main也可成功

mysql> insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.34.101',3306);  # 其中hostgroup_id对应的10是自定义的数字
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.34.102',3306);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.34.103',3306);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

在A主机上查看当前添加的状态

mysql> select * from mysql_serversG;
*************************** 1. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.34.101
               port: 3306
             status: ONLINE  已经成功
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
*************************** 2. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.34.102
               port: 3306
             status: ONLINE  已经成功
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
*************************** 3. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.34.103
               port: 3306
             status: ONLINE   在线，说明已经成功
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
3 rows in set (0.00 sec)

在A主机上生效并保存节点信息

mysql> load mysql servers to runtime;

mysql> save mysql servers to disk;

在B主服务器上添加一个复制监控的用户账号

添加监控后端节点的用户。ProxySQL通过每个节点的read_only值来自动调整它们是属于读组还是写组

MariaDB [(none)]> grant replication client on *.* to monitor@'192.168.34.%' identified by 'magedu';

在C和D从服务器上查看当前创建的账号复制过来了没有，此时查看已经复制过来

MariaDB [(none)]> select user from mysql.user;
ERROR 2006 (HY000): MySQL server has gone away
No connection. Trying to reconnect...
Connection id:    55
Current database: *** NONE ***

+---------+
| user    |
+---------+
| root    |
| liu     |
| monitor |
| rplssl  |
| root    |
|         |
| root    |
|         |
| root    |
+---------+

在A主机上将monitor账号设置密码

MySQL [(none)]> set mysql-monitor_username='monitor'; 设置账号，目前默认是monitor
MySQL [(none)]> set mysql-monitor_password='magedu';  只需要设置monitor账号的密码

查看修改后的用户名和密码

mysql> select * from 'global_variables';

加载到RUNTIME，并保存到disk

MySQL [(none)]> load mysql variables to runtime;
MySQL [(none)]> save mysql variables to disk;

监控模块的指标保存在monitor库的log表中
在调度器A主机上查看监控连接是否正常的 (对connect指标的监控)：(如果connect_error的结果为NULL则表示正常)

mysql> select * from mysql_server_connect_log;

查看监控心跳信息 (对ping指标的监控)：

mysql> select * from mysql_server_ping_log;

查看read_only和replication_lag的监控日志

mysql> select * from mysql_server_read_only_log;
mysql> select * from mysql_server_replication_lag_log;　

设置分组信息
在A主机上，需要修改的是main库中的mysql_replication_hostgroups表，该表有3个字段：writer_hostgroup，reader_hostgroup，comment, 指定写组的id为10，读组的id为20

mysql> insert into mysql_replication_hostgroups values(10,20,"test"); # 其中test只是描述信息，可以自定义，10和20分别为读和写组ID
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select * from mysql_replication_hostgroups;
+------------------+------------------+---------+
| writer_hostgroup | reader_hostgroup | comment |
+------------------+------------------+---------+
| 10               | 20               | test    |
+------------------+------------------+---------+

在A主机上，将mysql_replication_hostgroups表的修改加载到RUNTIME生效　　

load mysql servers to runtime;
save mysql servers to disk;

Monitor模块监控后端的read_only值，按照read_only的值将节点自动移动到读/写组

mysql> select hostgroup_id,hostname,port,status,weight from mysql_servers;
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| hostgroup_id | hostname       | port | status | weight |
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| 10           | 192.168.34.101 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 20           | 192.168.34.102 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 20           | 192.168.34.103 | 3306 | ONLINE | 1      |
+--------------+----------------+------+--------+--------+

在B主服务器上配置发送SQL语句的用户
在B主服务器节点上创建访问用户

MariaDB [(none)]> grant all on *.* to sqluser@'192.168.34.%' identified by 'magedu';

在ProxySQL（A主机）配置，将用户sqluser添加到mysql_users表中， default_hostgroup默认组设置为写组10，当读写分离的路由规则不符合时，会访问默认组的数据库　　

mysql> insert into mysql_users(username,password,default_hostgroup) values('sqluser','magedu',10);

加载并生效到disk中

load mysql users to runtime;
save mysql users to disk;

查看当前monitor数据库中的mysql_users表信息

mysql> select * from mysql_usersG;
*************************** 1. row ***************************
              username: sqluser
              password: magedu
                active: 1
               use_ssl: 0
     default_hostgroup: 10
        default_schema: NULL
         schema_locked: 0
transaction_persistent: 1
          fast_forward: 0
               backend: 1
              frontend: 1
       max_connections: 10000
1 row in set (0.00 sec)

在A主机上，使用sqluser用户测试是否能路由到默认的10写组实现读、写数据

mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'select @@server_id'
mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'create database testdb'
mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'use testdb;create table t(id int)'

在A主机上实现读写分离

在A主机上配置路由规则，实现读写分离

（1）配置路由规则，实现读写分离
（2）与规则有关的表：mysql_query_rules和mysql_query_rules_fast_routing，后者是前者的扩展表，1.4.7之后支持
（3）插入路由规则：将select语句分离到20的读组，select语句中有一个特殊语句SELECT...FOR UPDATE它会申请写锁，应路由到10的写组

解释：

• （rule_id,active）：代表的是开启对应的规则1,1.
• ^SELECT...FOR UPDATE$：申请写锁，会将写操作写入到写组内
• apply：是应用读或者写的操作。
• ^SELECT：以select开头的命令分到读组内（2代表是读，1代表是开启，后面的20为读组，1代表的是apply应用到读组）

insert into mysql_query_rules
(rule_id,active,match_digest,destination_hostgroup,apply)VALUES
(1,1,'^SELECT.*FOR UPDATE$',10,1),(2,1,'^SELECT',20,1);

查看插入的表信息

MySQL [stats]> select * from mysql_query_rulesG;
*************************** 1. row ***************************
              rule_id: 1 #ID为1
               active: 1
             username: NULL
           schemaname: NULL
               flagIN: 0
          client_addr: NULL
           proxy_addr: NULL
           proxy_port: NULL
               digest: NULL
         match_digest: ^SELECT.*FOR UPDATE$  # 申请写锁
        match_pattern: NULL
 negate_match_pattern: 0
         re_modifiers: CASELESS
              flagOUT: NULL
      replace_pattern: NULL
destination_hostgroup: 10
            cache_ttl: NULL
            reconnect: NULL
              timeout: NULL
              retries: NULL
                delay: NULL
    next_query_flagIN: NULL
       mirror_flagOUT: NULL
     mirror_hostgroup: NULL
            error_msg: NULL
               OK_msg: NULL
          sticky_conn: NULL
            multiplex: NULL
                  log: NULL
                apply: 1
              comment: NULL
*************************** 2. row ***************************
              rule_id: 2 #ID为2
               active: 1
             username: NULL
           schemaname: NULL
               flagIN: 0
          client_addr: NULL
           proxy_addr: NULL
           proxy_port: NULL
               digest: NULL
         match_digest: ^SELECT # 以select开头的分配到查询组
        match_pattern: NULL
 negate_match_pattern: 0
         re_modifiers: CASELESS
              flagOUT: NULL
      replace_pattern: NULL
destination_hostgroup: 20
            cache_ttl: NULL
            reconnect: NULL
              timeout: NULL
              retries: NULL
                delay: NULL
    next_query_flagIN: NULL
       mirror_flagOUT: NULL
     mirror_hostgroup: NULL
            error_msg: NULL
               OK_msg: NULL
          sticky_conn: NULL
            multiplex: NULL
                  log: NULL
                apply: 1
              comment: NULL

加载并生效到disk中，此时所有的proxysql配置完成

load mysql query rules to runtime;
save mysql query rules to disk;

注意：因ProxySQL根据rule_id顺序进行规则匹配，select ... for update规则的rule_id必须要小于普通的select规则的rule_id　　

验证MySQL读写分离

测试读操作是否路由给20的读组

mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'select @@server_id'

测试写操作，以事务方式进行测试、以及创建的数据库和表，都会存放在写操作中。

[root@centos7 ~]# mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'begin;select @@server_id;commit'
[root@centos7 ~]# mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'create database testdb'
[root@centos7 ~]# mysql -usqluser -pmagedu -P6033 -h127.0.0.1 -e 'insert testdb.t1 value(34343)'

路由的信息：查询stats库中的stats_mysql_query_digest表

SELECT hostgroup hg,sum_time, count_star, digest_text FROM stats_mysql_query_digest ORDER BY sum_time DESC;

总结：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。