mysql数据库主从同步复制原理

MySQL的Replication（英文为复制）是一个多MySQL数据库做主从同步的方案，特点是异步复制，广泛用在各种对MySQL有更高性能、更高可靠性要求的场合。与之对应的是另一个同步技术是MySQL Cluster，但因为MySQL Cluster配置比较复杂，所以使用者较少。

MySQL的Replication是一个异步复制的过程（mysql5.1.7以上版本分为异步复制和半同步两种模式），它是从一个Mysql instance（instance英文为实例）(我们称之为Master)复制到另一个Mysql instance(我们称之slave)。在master与slave之间实现整个复制过程主要由三个线程来完成，其中两个线程(SQL线程和IO线程)在slave端，另外一个线程(IO线程)在master端。

要实现MySQL的Replication，首先必须打开master端的binlog (mysql-bin.xxxxxx)日志功能，否则无法实现mysql的主从复制。因为mysql的整个主从复制过程实际上就是：slave端从master端获取binlog日志，然后再在自己身上完全顺序的执行该日志中所记录的各种SQL操作。

有关具体如何开启mysql的binlog日志功能，

MySQL主从复制的基本交互过程，如下：

1、slave端的IO线程连接上master端，并请求从指定binlog日志文件的指定pos节点位置(或者从最开始的日志)开始复制之后的日志内容。

2、master端在接收到来自slave端的IO线程请求后，通知负责复制进程的IO线程，根据slave端IO线程的请求信息，读取指定binlog日志指定pos节点位置之后的日志信息，然后返回给slave端的IO线程。该返回信息中除了binlog日志所包含的信息之外，还包括本次返回的信息在master端的binlog文件名以及在该binlog日志中的pos节点位置。

3、slave端的IO线程在接收到master端IO返回的信息后，将接收到的binlog日志内容依次写入到slave端的relaylog文件(mysql-relay-bin.xxxxxx)的最末端，并将读取到的master端的binlog文件名和pos节点位置记录到master-info（该文件存在slave端）文件中，以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉master“我需要从哪个binlog文件的哪个pos节点位置开始，请把此节点以后的日志内容发给我”。

4、slave端的SQL线程在检测到relaylog文件中新增内容后，会马上解析该log文件中的内容。然后还原成在master端真实执行的那些SQL语句，并在自身按顺丰依次执行这些SQL语句。这样，实际上就是在master端和slave端执行了同样的SQL语句，所以master端和slave端的数据是完全一样的。

整体上来说，复制有3个步骤：

(1)    master将改变记录到二进制日志(binary log)中（这些记录叫做二进制日志事件，binary log events）

(2)    slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)

(3)    slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据

下图描述了复制的过程：

该过程的第一部分就是master记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前，master在二日志记录这些改变。MySQL将事务串行的写入二进制日志，即使事务中的语句都是交叉执行的。在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。  下一步就是slave将master的binary log拷贝到它自己的中继日志。首先，slave开始一个工作线程——I/O线程。I/O线程在master上打开一个普通的连接，然后开始binlog dump process。Binlog dump process从master的二进制日志中读取事件，如果已经跟上master，它会睡眠并等待master产生新的事件。I/O线程将这些事件写入中继日志。     SQL slave thread（SQL从线程）处理该过程的最后一步。SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新slave的数据，使其与master中的数据一致。只要该线程与I/O线程保持一致，中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小。         此外，在master中也有一个工作线程：和其它MySQL的连接一样，slave在master中打开一个连接也会使得master开始一个线程。复制过程有一个很重要的限制——复制在slave上是串行化的，也就是说master上的并行更新操作不能在slave上并行操作。

从以上mysql的Replication原理可以看出：

* 主从间的数据库不是实时同步，就算网络连接正常，也存在瞬间主从数据不一致的情况。

* 如果主从的网络断开，则从库会在网络恢复正常后，批量进行同步。

* 如果对从库进行修改数据，那么如果此时从库正在在执行主库的bin-log时，则会出现错误而停止同步，这个是很危险的操作。所以一般情况下，我们要非常小心的修改从库上的数据。

* 一个衍生的配置是双主、互为主从配置，只要双方的修改不冲突，则可以工作良好。

* 如果需要多主库的话，可以用环形配置，这样任意一个节点的修改都可以同步到所有节点