集群

在一些大型网站业务场景中，单台数据库服务器所能提供的并发量已经无法满足业务需求，为了满足这种情况，一般而言是通过主从同步的方式来同步数据，在此基础上，通过读写分离来提升数据库的并发和负载能力。

一般可以**采用横向扩展和库表切分的方法实现数据库处理能力的提升**，因为单机的硬件处理能力一定是有上限。由此而生的相关技术有：读写分离和负载均衡

MySQL的主从复制

需要实现集群多台机器共同对外提供服务，需要考虑的是如何实现读操作和写操作的工作划分。首先就需要部署主从复制，只有实现了主从复制，才能在此基础上实现读写分离

MySQL所支持的复制类型

基于语句的复制，MySQL默认采用的是基于语句的复制，效率比较高
基于行的复制，把改变的内容复制过去，而不是把命令复制到从服务器上再次执行一次
混合类型复制，默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句无法精确复制时，就会采用基于行的复制

主从复制的原理

首先启动master，然后启动slave，

在master中执行命令 show master status ，File表示实现复制功能的日志，就是二进制日志binlog。Position表示二进制日志文件的偏移量，偏移量之后的操作都会同步到slave，在偏移量之前的则需要收到导入

mysql> show master status;
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File          | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| binlog.000004 |     5138 |              |                  |                   |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
1 row in set (0.01 sec)

针对从库设置主库的配置信息。这里的master_log_file和master_log_pos都来自于master中查询结果

 change master to master_host='localhost', master_port=3306, master_user='root', master_password='123456', master_log_file='mysql- bin.000002',master_log_pos=445;

在这里插入图片描述

master上面的任何修改操作都会记录到二进制日志中，slave上会启动一个IO线程，连接到master上请求读取二进制日志文件，注意这里会有一定的延迟。slave将读取到的二进制日志数据写入到本地的中继日志relay log中。slave会开启一个SQL线程，定时检查relay log的修改，如果发现有更改的内容，则在本机上执行一次修改操作。这样就是实现了将master上的修改同步到slave上的目的

在这里插入图片描述

如果是一主多从时，主库既要负责写又要负责为几个从库提供二进制日志，工作压力有点大。所以在一般的生产环境后可以稍作调整，将二进制日志只发送给某个从节点。这个从节点再开启二进制日志，并将自己的二进制日志再次发送给其它从节点，或者这个从节点不记录，只是负责将二进制日志转发给其它从节点。这样的结构性能会比简单的一主多从的模式性能好很多，而且数据之间的延迟应该会稍好一些。

在这里插入图片描述

一主会有单点故障问题，解决方案为主备模式的主主复制

主从复制的工作过程[重点]

master负责完成写操作，slave负责执行复制操作

1、在每个事务更新数据完成之前，master主机在二进制日志中记录这些改变binlog。再写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务

2、从机slave将master的binlog复制到其中的中继日志relaylog。首先slave启动一个工作线程IO线程，IO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操作事件，如果已经跟上了master，它会休眠并等待master产生新的事件。IO线程将事件写入中继日志relay log

3、SQL从线程从中继日志读取事件，重放其中的事件而更新slave中的数据，使slave种的数据和master中的一致

注意：master的并行更新在slave种是串行执行的

在这里插入图片描述

主从节点配置

般常见的主从集群会采用3个节点构成，1主多从

实验方式2种：采用centos+虚拟机、windows下通过不同的端口配置1主1从

windows下采用解压版，防止在多次安装的时候告诉已安装mysql不允许再次安装

master配置

端口号使用3306

mysql的安装路径下，名称为my.ini

# 开启二进制日志 
log-bin=mysql-bin 
# 设置日志的过期时间，避免占满磁盘 
expire-logs-days=7 
# binlog-ignore-db不使用主从复制的数据库 
binlog-do-db可以设置需要进行主从复制的数据 库
binlog-ignore-db=mysql 
# 设置3306端口 
port=3306 
# mysql服务器具体的安装路径 
basedir=D:/software/mysql-8.0.15-master 
# mysql的本地数据文件的存储路径 
datadir=D:/software/mysql-8.0.15-master/data 

# 允许最大连接数 
max_connections=200 
# 允许连接失败的次数 
max_connect_errors=10 
# 默认编码字符集 
character-set-server=utf8mb4 
# 默认存储引擎 
default-storage-engine=INNODB 
# 默认使用mysql_native_password插件进行口令认证 
default_authentication_plugin=mysql_native_password 

[mysql] 
# 设置mysql客户端默认字符集 
default-character-set=utf8mb4 

[client] 
# 设置mysql客户端连接服务端时默认使用的端口 
port=3306 
default-character-set=utf8mb4

初始化操作 mysqld --initialize --console

将mysql添加到系统服务中 mysqld --install mymaster

启动master节点的数据库服务 net start mymaster

使用mysql客户端连接数据库修改root的默认口令

slave配置

mysql的安装路径下，名称为my.ini

[mysqld] 
server-id=16 
# 设置3316端口 
port=3316 
# mysql服务器具体的安装路径 
basedir=D:/software/mysql-8.0.15-slave 
# mysql的本地数据文件的存储路径 
datadir=D:/software/mysql-8.0.15-slave/data 

[client] 
# 设置mysql客户端连接服务端时默认使用的端口 
port=3316 
default-character-set=utf8mb4

初始化新的mysql数据库系统 mysqld --initialize --console

安装系统服务 mysqld --install myslave

启动数据库 net start myslave

修改默认口令

查看主库状态 show master status; 主要需要查看记录二进制日志具体名称File和对应的偏移量Posititon

mysql> show master status; 
+------------------+----------+--------------+------------------+------------ -------+ 
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set  | 
+------------------+----------+--------------+------------------+------------ -------+ 
| mysql-bin.000002 | 445      |              | mysql            |                    | 
+------------------+----------+--------------+------------------+------------ -------+ 
1 row in set (0.00 sec)

针对从库设置主库的配置信息

#主库ip
change master to master_host='localhost', 
#master_port：主库端口号
master_port=3306, 
#master_user：主库账号
master_user='root', 
#master_password：主库密码
master_password='123456', 
#master_log_file：对应主库状态中的file
master_log_file='mysql- bin.000002',
#master_log_pos：对应主库状态中的position
master_log_pos=445;

启动从库 start slave;

查看从库状态 show slave status;

主库进行插入修改数据的时候从库就可以自动进行复制