MySQL高可用（一）主备同步：MySQL是如何保证主备一致的

主备同步，也叫主从复制，是MySQL提供的一种高可用的解决方案，保证主备数据一致性的解决方案。

在生产环境中，会有不少不可控因素，例如数据库服务挂了。为了保证应用的高可用，数据库也必需要是高可用的。

所以在生产环境中，都会采用主备同步。在应用的规模不大的状况下，通常会采用一主一备。

除了上面提到的数据库服务挂了，可以快速切换到备库，避免应用的不可用外，采用主备同步还有如下好处：

提高数据库的读并发性，大多数应用都是读比写要多，采用主备同步方案，当使用规模愈来愈大的时候，能够扩展备库来提高读能力。

备份，主备同步能够获得一份实时的完整的备份数据库。

快速恢复，当主库出错了（好比误删表），经过备库来快速恢复数据。对于规模很大的应用，对于数据恢复速度的容忍性很低的状况，经过配置一台与主库的数据快照相隔半小时的备库，当主库误删表，就能够经过备库和binlog来快速恢复，最多等待半小时。

说了主备同步是什么和好处，下面让咱们来了解一下主备同步是怎么实现的。

主备同步的实现原理

咱们先来了解一下主备同步的原理，下面以一个update语句来介绍主库与备库间是如何进行同步的。

上图是一个update语句在节点A执行，而后同步到节点B的完整流程图，具体步骤有：

1. 主库接受到客户端发送的一条update语句，执行内部事务逻辑，同时写binlog。
2. 备库经过 change master 命令，设置主库的IP、端口、用户名和密码，以及要从哪一个位置开始请求 binlog。这个位置包含文件名和偏移量。
3. 在备库上执行start slave命令，启动两个线程 io_thread 和 sql_thread，其中 io_thread 负责与主机进行链接。
4. 主库校验完用户名和密码，按照接收到的位置去读取binlog，发给备库。
5. 备库接收到binlog后，写到本地文件（relay log，中转文件）。
6. 备库读取中转文件，解析出命令，而后执行。

主备同步的工做原理其实就是一个彻底备份加上二进制日志备份的还原。不一样的是这个二进制日志的还原操做基本上是实时的。

备库经过两个线程来实现同步：

• 一个是 I/O 线程，负责读取主库的二进制日志，并将其保存为中继日志。
• 一个是 SQL 线程，负责执行中继日志。

从上面的流程能够看出，主备同步的关键是binlog，在前面的文章里也有介绍过binlog的相关内容，感兴趣的小伙伴能够点击查看。

常见的两种主备切换流程

M-S结构

M-S结构，两个节点，一个当主库、一个当备库，不容许两个节点互换角色。

在状态1中，客户端的读写都直接访问节点A，而节点B是A的备库，只是将A的更新都同步过来，到本地执行。这样能够保持节点B和A的数据是相同的。

当须要切换的时候，就切成状态2。这时候客户端读写访问的都是节点B，而节点A是B的备库。

双M结构

双M结构，两个节点，一个当主库，一个当备库，容许两个节点互换角色。

对比前面的M-S结构图，能够发现，双M结构和M-S结构，其实区别只是多了一条线，即节点A和B之间老是互为主备关系。这样在切换的时候就不用再修改主备关系。

双M结构的循环复制问题

在实际生产使用中，多数状况是使用双M结构的。可是，双M结构还有一个问题须要解决。

业务逻辑在节点A执行更新，会生成binlog并同步到节点B。节点B同步完成后，也会生成binlog。（log_slave_updates设置为on，表示备库也会生成binlog）。

当节点A同时也是节点B的备库时，节点B的binlog也会发送给节点A，形成循环复制。

解决办法：

• 设置节点的server-id，必须不一样，否则不容许设置为主备结构
• 备库在接到binlog后重放时，会记录原记录相同的server-id，即谁产生即为谁的。
• 每一个节点在接受binlog时，会判断server-id，若是是本身的就丢掉。

解决后的流程：

1. 业务逻辑在节点A执行更新，会生成带有节点A的server-id的binlog。
2. 节点B接受到节点A发过来的binlog，并执行完成后，会生成带有节点A的server-id的binlog。
3. 节点A接受到binlog后，发现是本身的，就丢掉。死循环就在这里断掉了。

参考资料

• 24 | MySQL是怎么保证主备一致的？