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　　MySQL集群架構的介紹

　　我們在使用到MySQL數據庫的時候，只是一個單機的數據庫服務。在實際的生產環境中，數據量可能會非常龐大，這樣單機服務的MySQL在使用的時候，性能會受到影響影響。并且單機服務的MySQL的數據安全性也會受到影響。因此在生產環境中，我們通常搭建MySQL的集群架構，來提高龐大數據量的基礎上的高性能讀寫的需求。

　　在常見的集群架構中，最常見的就是主從架構(Master-Slaves)

　　主從架構介紹

　　MySQL的主從架構，又有一些其他的名稱：主從模式、主從復制等。所謂的主從架構指的是建立多個完全一樣的數據庫，其中一個數據庫作為主庫(主要是用的數據庫)，其他的作為從庫(次要的數據庫)。主從架構分為很多種：一主一從、雙主架構、一主多從、多主多從等模式。通常主庫可讀可寫，從庫只讀。

　　MySQL最常見也是最簡單的主從架構的實現就是主從復制(MySQL Replication)模式，這也是MySQL自帶的功能，無需借助第三方的工具，就可以實現一個主從架構的集群模式。

　　主從架構相比較于單機服務的MySQL來說，優勢有很多，最常見的優勢就是：寫操作連接主庫，讀操作連接從庫，實現讀寫分離。

　　主從復制的原理

　　主從復制是通過重演binlog來實現主庫數據的異步復制。即在主庫上打開binlog記錄每一次的數據庫操作，然后從庫會有一個IO線程，負責跟主庫建立TCP連接，請求主庫將binlog傳輸到從庫。此時主庫上會有一個Log Dump線程，負責通過這個TCP連接吧binlog日志傳輸給從庫的IO線程。接著從庫的IO線程會把讀取到的binlog日志數據寫入自己的中繼日志文件(Relay)中。然后從庫上另外一個SQL線程會讀取中繼日志文件中的操作，進行操作重演，達到還原數據的目的。

　　1主庫的數據發生了變更，將日志寫入到主庫的binlog中。

　　2主庫的LogDump線程，將binlog文件傳輸到從庫的IO線程。

　　3從庫的IO線程將接收到的binlog寫入到relay log中。

　　4從庫的SQL線程讀取relay log中的日志，并操作重演，將結果同步到從庫中。

　　MySQL主從復制的實現

　　環境說明

　　要實現MySQL的主從架構的搭建，需要滿足以下條件：

　　●所有節點的MySQL版本必須一致。

　　●所有節點的時間必須同步。

　　●所有節點需要啟動binlog服務。

　　主庫配置

　　我們需要編輯MySQL配置文件，這個配置文件在不同的操作系統中的位置和名字都不同，需要根據自己的操作系統來查找這個文件：

　　●Windows: C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\my.ini

　　●Linux: /etc/my.cnf

　　macOS:

　　dmg安裝: /etc/my.cnf

　　homebrew安裝:

　　Intel CPU: /usr/local/homebrew/etc/my.cnf

　　AppleSilicon CPU: /opt/homebrew/etc/my.cnf

　　# 在[mysqld]的下方添加或修改如下屬性:

　　# 服務節點的唯一標識，需要給集群中的每個服務分配一個單獨的ID

　　server-id=101

　　# 打開binlog日志，并指定文件名

　　log_bin=master-bin

　　# binlog日志文件

　　log_bin-index=master-bin.index

　　修改完成之后，需要重啟MySQL服務。

　　為root用戶分配replication slave的權限：

# 登錄到主庫
mysql -uroot -p

# 為root用戶分配權限
# MySQL8中，需要先添加 'root'@'%' 這個用戶
# create user 'root'@'%' identified by '123456'
mysql> grant replication slave on *.* to 'root'@'%';
mysql> flush privileges;
# 查看主節點同步狀態
mysql> show master status;
# +-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
# | File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
# +-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
# | master-bin.000001 |     543 |             |                 |                   |
# +-------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
# 1 row in set (0.00 sec)

　　在上述輸出結果中:

　　File: 當前日志文件

　　Position: 日志文件中的索引

　　Binlog_Do_DB: 需要記錄binlog日志的庫，不設置表示全部的庫

　　Binlog_Ignore_DB: 不需要記錄binlog日志的庫

　　從庫配置

　　我們需要編輯MySQL配置文件，這個配置文件在不同的操作系統中的位置和名字都不同，需要根據自己的操作系統來查找這個文件：

　　Windows: C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\my.ini

　　Linux: /etc/my.cnf

　　macOS:

　　dmg安裝: /etc/my.cnf

　　homebrew安裝:

　　Intel CPU: /usr/local/homebrew/etc/my.cnf

　　AppleSilicon CPU: /opt/homebrew/etc/my.cnf

# 在[mysqld]的下方添加或修改如下屬性:
# 服務節點的唯一標識，需要給集群中的每個服務分配一個單獨的ID
# 一定要注意，不能和其他節點重復
server-id=102
# 打開binlog日志，并指定文件名
log_bin=slave-bin
# 打開relaylog日志
relay_log=slave-relay-bin
relay_log-index=slave-relay-bin.index
skip-slave-start

　　修改完成之后，需要重啟MySQL服務。

　　然后登錄到其他從庫，設置從主庫同步狀態:

# 登錄從庫
mysql -uroot -p
# 設置同步主節點
change master to
master_host='192.168.10.101', # 設置主庫的地址
master_port=3306, # 設置主庫使用的端口號
master_user='root', # 設置主庫的用戶名
master_password='123456', # 設置主庫的密碼
master_log_file='master-bin.000001', # 設置主庫正在使用的binlog文件，可以在主庫使用 show master status 查詢
master_log_pos=543;  # 設置從什么位置同步
# 開啟slave
start slave;
# 查看主從同步狀態
show slave status;
# 也可以使用 show slave status \G

*************************** 1. row ***************************
                Slave_IO_State: Waiting for source to send event
                  Master_Host: 192.168.10.101
                  Master_User: root
                  Master_Port: 3306
                Connect_Retry: 60
              Master_Log_File: master-bin.000001
          Read_Master_Log_Pos: 916
                Relay_Log_File: slave-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 1133
        Relay_Master_Log_File: master-bin.000001
              Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes

　　正常的結果是如上所示的結果，但是總有意外的時候:

　　有些同學可能會出現 Slave_IO_Running: Connecting 的狀態，甚至是NO的狀態，說明從庫的IO線程啟動失敗。原因如下:

　　可能是主庫設置錯誤，檢查 master_host 和 master_port 的設置是否正確

　　可能是主庫的用戶名和密碼錯誤，檢查 master_user 和 master_password 是否正確

　　可能是主庫防火墻未關閉，檢查防火墻

　　可能是主庫不能遠程登錄，檢查主庫用戶的遠程登錄權限

　　可能是 master_log_file 文件設置出問題

　　可能是虛擬機克隆，導致的兩個節點的uuid相同檢查 /var/lib/mysql/auto.cnf 中記錄的uuid，如果相同的話，隨便修改一個，重啟服務即可

　　上述幾種錯誤情況在修改之后，都是需要重新啟動slave服務的。先使用 stop slave 停止服務;再使用 start slave 開啟

　　有些同學可能會出現 Slave_SQL_Running: No 的狀態，說明從庫的SQL線程啟動失敗，一般是因為執行主庫同步過來的數據的時候失敗了，例如需要創建的數據庫、表已經存在導致。

　　解決方案：

　　刪除從庫中同名的庫、表，從主庫的日志中恢復數據。

　　如果想要保留從庫中的庫、表，先停止slave服務，設置 set global sql_slave_skip_counter = 1; 來設置需要跳過的錯誤的個數。1是可以修改的，想要跳過幾個錯誤，就設置為多少。然后啟動slave服務即可。

　　主從復制測試

　　我們在主庫中創建數據庫、創建表，可以在從庫中看到有數據同步過來了。而且在從庫中使用 show slave status \G 來查看從庫的狀態的時候，會發現記錄的Pos位置已經更新。