MySQL-15-主从复制

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企业高可用性标准

1 全年无故障率(非计划内故障停机)
99.9%      ----> 0.001*365*24*60=525.6  min
99.99%     ----> 0.0001*365*24*60=52.56 min
99.999%    ----> 0.0001*365*24*60=5.256 min

2 高可用架构方案
负载均衡: 有一定的高可用性
负载均衡常用软件: LVS  Nginx

主备系统:有高可用性,但是需要切换,是单活的架构
keepalived, MHA, MMM

真正高可用(多活系统):
NDB Cluster  Oracle RAC  Sysbase cluster   , InnoDB Cluster（MGR）,PXC , MGC

主从复制简介

1. 基于二进制日志复制的
2. 主库的修改操作会记录二进制日志
3. 从库会请求新的二进制日志并回放,最终达到主从数据同步
4. 主从复制核心功能:
   辅助备份,防止服务器物理损坏
   扩展新型的架构:高可用,高性能,分布式架构等

主从复制前提(搭建主从的过程)

1 两台以上mysql实例,server_id,server_uuid不同
2 主库开启二进制日志
3 专用的复制用户
4 保证主从开启之前的某个时间点,从库数据是和主库一致
5 告知从库,复制user,passwd,IP port,以及复制起点(change master to)
6 线程(三个):Dump thread、 IO thread、 SQL thread 开启(start slave)

主从复制搭建

1 清理主库数据（实验环境）
[root@db01 data]# rm -rf /data/3307/data/*

2 重新初始化3307
[root@db01 data]# mysqld --initialize-insecure --user=mysql --basedir=/application/mysql --datadir=/data/3307/data

3 修改my.cnf ,开启二进制日志功能
[root@db01 3307]# vim /data/3307/my.cnf
log_bin=/data/3307/data/mysql-bin

[root@db01 data]# cat /data/3307/my.cnf
[mysqld]
basedir=/application/mysql
datadir=/data/3307/data
socket=/data/3307/mysql.sock
log_error=/data/3307/mysql.log
port=3307
server_id=7
log_bin=/data/3307/mysql-bin
[root@db01 data]# 

[root@db01 data]# cat /data/3308/my.cnf
[mysqld]
basedir=/application/mysql
datadir=/data/3308/data
socket=/data/3308/mysql.sock
log_error=/data/3308/mysql.log
port=3308
server_id=8
log_bin=/data/3308/mysql-bin

4 启动所有节点
[root@db01 3307]# systemctl start mysqld3307
[root@db01 3307]# systemctl start mysqld3308
[root@db01 3307]# ps -ef |grep mysqld
mysql      3684      1  4 09:59 ?        00:00:00 /app/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/data/3307/my.cnf
mysql      3719      1  7 09:59 ?        00:00:00 /app/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/data/3308/my.cnf
[root@db01 3307]# mysql -S /data/3307/mysql.sock -e "select @@server_id"
[root@db01 3307]# mysql -S /data/3308/mysql.sock -e "select @@server_id"

5 主库中创建复制用户
[root@db01 3307]# mysql -S /data/3307/mysql.sock
mysql> grant replication slave on *.* to repl@'10.0.0.%' identified by '123';
mysql> select user,host from mysql.user;

6 备份主库并恢复到从库
## 在主库模拟创建一点数据
mysql> create database test charset utf8mb4;
mysql> use test;
mysql> create table t1(id int);
mysql> insert into t1 values (1),(2),(3);
mysql> select * from t1;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
|    2 |
|    3 |
+------+

## 备份主库3307的全部数据，
[root@db01 3307]# mysqldump -S /data/3307/mysql.sock -A --master-data=2 --single-transaction  -R --triggers >/backup/full.sql

## 查看起始的binlog和POS号
[root@db01 ~]# head -25 /backup/full.sql |grep "CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE"
-- CHANGE MASTER TO MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001', MASTER_LOG_POS=1044;

## 如果是生产环境，那么还需要恢复binlog日志里面的数据，具体可以参考 07-备份恢复 章节，这里实验就直接只恢复全备了
[root@db01 3307]# mysql -S /data/3308/mysql.sock
mysql> source /backup/full.sql

7 告知从库关键复制信息（从库）
ip port user  password  binlog position
[root@db01 3307]# mysql -S /data/3308/mysql.sock
mysql> help change master to;
## 这里的 MASTER_LOG_FILE MASTER_LOG_POS 是从全备的日志中获取的
mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='10.0.0.51',MASTER_USER='repl',MASTER_PASSWORD='123',MASTER_PORT=3307,MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',MASTER_LOG_POS=1044,MASTER_CONNECT_RETRY=10;

8 开启主从专用线程（从库）
mysql> start slave;

9 检查复制状态（从库）
mysql> show slave  status \G
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes

主从复制的原理*****

主从涉及到的文件和线程

1 线程
主库:
DUMP THREAD
从库:
IO  THREAD
SQL THREAD

2 文件
主库:
mysql-bin.000001
从库:
db01-relay-bin.000001   ===>中继日志
master.info             ===>主库信息记录日志
relay-log.info          ===>记录中继应用情况信息

[root@db01 data]# ll db01-relay-bin.000001  master.info relay-log.info
-rw-r----- 1 mysql mysql 206 Dec 18 10:26 db01-relay-bin.000001
-rw-r----- 1 mysql mysql 120 Dec 18 10:35 master.info
-rw-r----- 1 mysql mysql  59 Dec 18 10:29 relay-log.info
[root@db01 data]# pwd
/data/3308/data

主从复制原理

主从复制原理描述

1. change master to 时，ip pot user password binlog position写入到master.info进行记录

1. start slave 时，从库会启动IO线程和SQL线程

2. IO_T，读取master.info信息，获取主库信息连接主库

3. 主库会生成一个准备binlog DUMP线程，来响应从库

   

4. IO_T根据master.info记录的binlog文件名和position号，请求主库DUMP线程，获取最新日志

5. DUMP线程检查主库的binlog日志，如果有新的，TP(传送)给从从库的IO_T

6. IO_T将收到的日志存储到了TCP/IP 缓存，立即返回ACK给主库 ，主库工作完成

7. IO_T将缓存中的数据，存储到relay-log日志文件,更新master.info文件binlog 文件名和postion，IO_T工作完成

8. SQL_T读取relay-log.info文件，获取到上次执行到的relay-log的位置，作为起点，回放relay-log

9. SQL_T回放完成之后，会更新relay-log.info文件

10. relay-log会有自动清理的功能

细节：主库一旦有新的日志生成，binlog dump 线程会发送信号给IO线程 ，IO线程再请求。增强了主从复制的实时性

主从故障监控 分析 处理 *****

线程相关监控

主库:
mysql> show  processlist;
+----+------+-----------------+------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+
| Id | User | Host            | db   | Command     | Time | State                                       									|
+----+------+-----------------+------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+
|  4 | root | localhost       | test | Query       |    0 | starting
|  6 | repl | 10.0.0.51:34406 | NULL | Binlog Dump | 1944 | Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates |
+----+------+-----------------+------+-------------+------+---------------------------------------------------------------+

每个主库都会有一行dump相关的信息
Host:
  10.0.0.51:34406
State:
  Master has sent all binlog to slave; waiting for more updates
如果现实非以上信息,说明主从之间的关系出现了问题    

从库:
mysql> show slave status\G;
*************************** 1. row ***************************

主库相关信息监控
Master_Host: 10.0.0.51
Master_User: repl
Master_Port: 3307
Master_Log_File: mysql-bin.000005
Read_Master_Log_Pos: 444

从库中继日志的应用状态
Relay_Log_File: db01-relay-bin.000002
Relay_Log_Pos: 485

从库复制线程有关的状态
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error: 

过滤复制有关的状态
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table: 

主从延时相关状态(非人为)
Seconds_Behind_Master: 0

延时从库有关的状态(人为)
SQL_Delay: 0
SQL_Remaining_Delay: NULL

GTID 复制有关的状态
Retrieved_Gtid_Set:
Executed_Gtid_Set:
Auto_Position: 0

主从复制故障分析

故障1：报错日志
Last_IO_Error: error reconnecting to master 'repl@10.0.0.51:3307' - retry-time: 10  retries: 7
[root@db01 ~]# mysql -urepl  -p123333  -h 10.0.0.51 -P 3307
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'repl'@'db01' (using password: YES)

原因分析:
  密码错误
  用户错误
  skip_name_resolve
  地址错误
  端口错误

处理方法
mysql> stop  slave
mysql> reset slave all
mysql> change master to 这里后面需要接正确的地址ip端口什么的
mysql> start slave
#######################################################################################

故障2：报错日志
主库连接数上限,或者是主库太繁忙
mysql> show slave  staus \G
Last_IO_Errno: 1040
Last_IO_Error: error reconnecting to master 'repl@10.0.0.51:3307' - retry-time: 10  retries: 7

处理思路:
拿复制用户,手工连接一下
[root@db01 ~]# mysql -urepl -p123 -h 10.0.0.51 -P 3307
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 1040 (HY000): Too many connections
修改主库的连接数
mysql> set global max_connections=300
#######################################################################################

故障3：主库缺失日志，从库方面，二进制日志位置点不对
Last_IO_Error: Got fatal error 1236 from master when reading data from binary log: 'could not find next log; the first event 'mysql-bin.000001' at 154, the last event read from '/data/3307/data/mysql-bin.000002' at 154, the last byte read from '/data/3307/data/mysql-bin.000002' at 154.'

注意: 在主从复制环境中,严令禁止主库中reset master; 可以选择expire 进行定期清理主库二进制日志

解决方案:
重新构建主从
#######################################################################################

故障3：SQL 线程故障
SQL线程功能：
  (1)读写relay-log.info
  (2)relay-log损坏,断节,找不到
  (3)接收到的SQL无法执行

导致SQL线程故障原因分析：
  1.版本差异，参数设定不同，比如：数据类型的差异，SQL_MODE影响
  2.要创建的数据库对象,已经存在
  3.要删除或修改的对象不存在
  4.DML语句不符合表定义及约束时
归根揭底的原因都是由于从库发生了写入操作
Last_SQL_Error: Error 'Can't create database 'db'; database exists' on query. Default database: 'db'. Query: 'create database db'

处理方法(以从库为核心的处理方案)：
暴力的解决方法
方法一：
stop slave;
set global sql_slave_skip_counter = 1;
#将同步指针向下移动一个，如果多次不同步，可以重复操作。
start slave;

方法二：
/etc/my.cnf
slave-skip-errors = 1032,1062,1007
常见错误代码:
1007:对象已存在
1032:无法执行DML
1062:主键冲突,或约束冲突

但是，以上操作有时是有风险的，最安全的做法就是重新构建主从。把握一个原则,一切以主库为主

一劳永逸的方法
  (1) 可以设置从库只读.
     mysql> set global read_only=1;
     mysql>show variables like '%read_only%';
     或者
       在配置文件/etc/my.cnf中的mysqld中配置read_only=1
     注意：
       只会影响到普通用户，对管理员用户无效。

  (2)加中间件
    读写分离

主从延时监控及原因 *****

主库做了修改操作,从库比较长时间才能追上

外在因素

网络差
主从硬件差异较大
版本差异
参数因素

主库因素

1 二进制日志写入不及时。双1标准中的1个，为1时，代表只要事务提交就写入到binlog日志
mysql> select @@sync_binlog;
+---------------+
| @@sync_binlog |
+---------------+
|             1 |
+---------------+

2 主从复制中,binlog_dump线程,事件为单元,串行传送二进制日志(5.6 5.5)
  2.1. 主库并发事务量大,主库可以并行,传送时是串行
  2.2. 主库发生了大事务,由于是串行传送,会产生阻塞后续的事务

解决方案:
1. 5.6 开始,开启GTID,实现了GC(group commit)机制,可以并行传输日志给从库IO
2. 5.7 开始,不开启GTID,会自动维护匿名的GTID,也能实现GC,我们建议还是开启GTID
3. 大事务拆成多个小事务,可以有效的减少主从延时

从库因素

SQL线程导致的主从延时
在CR复制情况下: 从库默认情况下只有一个SQL,只能串行回放事务SQL
1. 主库如果并发事务量较大,从库只能串行回放
2. 主库发生了大事务,会阻塞后续的所有的事务的运行

解决方案:
1. 5.6 版本开启GTID之后,加入了SQL多线程的特性,但是只能针对不同库(database)下的事务进行并发回放.
2. 5.7 版本开始GTID之后,在SQL方面,提供了基于逻辑时钟(logical_clock),binlog加入了seq_no机制,
真正实现了基于事务级别的并发回放,这种技术我们把它称之为MTS(enhanced multi-threaded slave).
3. 大事务拆成多个小事务,可以有效的减少主从延时.
[https://dev.mysql.com/worklog/task/?id=6314]

主从延时的监控

mysql> show slave  status\G
*************************** 1. row ***************************
Seconds_Behind_Master: 0

主库方面原因的监控

mysql> show master status ;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000001 |     1297 |              |                  |                   |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

从库方面原因监控

mysql> show slave status\G;
*************************** 1. row ***************************
              Master_Log_File: mysql-bin.000001
          Read_Master_Log_Pos: 1297

               Relay_Log_File: db01-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 573
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001

          Exec_Master_Log_Pos: 1297
        Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
                Last_IO_Errno: 0
                Last_IO_Error:
               Last_SQL_Errno: 0
               Last_SQL_Error:
  Replicate_Ignore_Server_Ids:
             Master_Server_Id: 7
                  Master_UUID: ed11d738-2139-11ea-941c-000c2990cef0
             Master_Info_File: /data/3308/data/master.info
                    SQL_Delay: 0
          SQL_Remaining_Delay: NULL
      Slave_SQL_Running_State: Slave has read all relay log; waiting for more updates
           Master_Retry_Count: 86400

拿了多少:
  Master_Log_File: mysql-bin.000001
  Read_Master_Log_Pos: 1297

执行了多少:
  Relay_Log_File: db01-relay-bin.000002
  Relay_Log_Pos: 573
  Exec_Master_Log_Pos: 1297
  Relay_Log_Space: 779

[root@db01 data]# cat relay-log.info
7
./db01-relay-bin.000002
573
mysql-bin.000001
1297
0
0
1

主从延时的监控

(1) 有没有的问题?
  Seconds_Behind_Master: 0

(2) 有没有主库原因?
  Master_Log_File: mysql-bin.000003
  Read_Master_Log_Pos: 154

  | mysql-bin.000003 |      154

(3) 有没有及时回放
  Master_Log_File: mysql-bin.000003
  Read_Master_Log_Pos: 154

[root@db01 data]# cat relay-log.info
./db01-relay-bin.000009
367
mysql-bin.000003
154

对得上就没问题