读写分离结构(主从)
读多写少,也就是对数据库读取数据的压力比较大。
其中一个是主库,负责写入数据,成为写库;其他都是从库,负责读取数据,成为读库。
对我们的要求:
- 读库和写库的数据一致;
- 写数据必须写到写库;
- 读数据必须到读库;
集群方案与单节点的差异:
- 数据库从之前的单节点变为多节点提供服务;
- 主节点数据,同步从节点数据;
- 应用程序需要连接2个数据库节点,并且在程序内部实现判断读写操作;
这种方案的缺点:
- 应用程序需要连接到多个节点,对应用程序而言变得复杂;
- 这个问题可以通过中间件解决;
- 如果在程序内部实现,可使用Spring的AOP功能实现;
- 主从之间的同步,是异步完成,也就意味着是 弱一致性;
- 可能会导致数据写入主库后,应用程序读取从库获取不到数据,或者可能会丢失数据,对于数据安全性要求比较高的应用是不合适的;
- 该问题可以通过PXC集群解决;
中间件
应用程序会连接到多个节点,使得应用程序的复杂度提升,可以通过中间件方式解决。
- 应用程序只需要连接到中间件即可,无需连接多个数据库节点;
- 应用程序无需区分读写操作,对中间件直接进行读写操作即可;
- 在中间件中进行区分读写操作,读操作发送到从节点,写操作发送到主节点;
这种方式的架构也存在问题,中间件的性能成为系统的瓶颈,但是可以使用多个中间件部署的方式进行缓解。
这样的话,中间件的可靠性得到了保证,但是也带来了新的问题,应用系统依然需要连接2个中间件,增加了应用系统的复杂度。
负载均衡
为了解决以上问题,我们将继续优化架构,在应用程序和中间件之间增加proxy代理,由代理来完成负载均衡的功能,应用程序只需要对接到proxy即可。
PXC集群架构
在前面的架构中,都是基于MySQL主从的架构,那么在主从机构中,弱一致性问题依然没有解决,如果在需要强一致性的需求中,显然这种架构是不能应对的,比如:交易数据。
PCX提供了读写强一致性的功能,可以保证数据在任何一个节点写入的同时可以同步到其他节点,也就意味着可以从其他的任何节点进行读取操作,无延迟。
混合架构
在前面的PXC架构中,虽然可以实现了事务的强一致性,但是它是通过牺牲了性能换来的一致性,如果在某些业务场景下,如果没有强一致性的需求,那么使用PXC就不合适了。所以,在我们的系统架构中,需要将这两种方式综合起来,这样才是一个完善的架构。
主从复制原理
MySQL主(master)从(slave)复制的原理:
- master将数据改变记录到二进制日志(binary log)中,即配置文件log-bin指定的文件(这些记录叫做二进制日志时间,binary log events);
- slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log);
- slave重新执行中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据(数据重演);
主从配置需要注意的地方:
- 主DB server和从DB server数据库的版本一致;
- 主DB server和从DB server数据库数据结构、数据一致;
- 主DB server开启二进制日志,主DB server和从DB server的server_id都必须唯一;