Linux下MySQL 5.7 主从复制(主从同步)

st0627

　　首先要准备两台服务器，一台主服务器(Master)，另一台从服务器(Slave)，然后要保证Master与Slave的版本要相同且Master不能高于Slave的版本，一般稳健的做法都是使其版本相同，因为MySQL不同版本之间的binlog(二进制日志)格式可能会不一样，最后会导致同步出现异常。

一、环境：

软件环境
　　系统：CentOS 6. 或 7.
　　MySQL版本：5.7

主机设置：

IP
主机名
角色
192.168.1.101
MySQL-001
master
192.168.1.102
MySQL-002
slave
二、Mysql主从基本原理
　　Mysql的主从同步就是当master（主库）发生数据变化的时候，会实时同步到slave（从库）。
　　主从复制可以水平扩展数据库的负载能力，容错，高可用，数据备份。
　　不管是delete、update、insert，还是创建函数、存储过程，都是在master上，当master有操作的时候，slace会快速的接受到这些操作，从而做同步。

主要的实现原理

• 在master机器上，主从同步时间会被写道特殊的log文件中（binary-log）；
  
• 在slave机器上，slave读取主从同步事件，并根据读取的事件变化，在slave库上做相应的更改。
  

详细的主从同步主要有三种形式：statement、row、mixed

• statement：会将对数据库操作的sql语句写道binlog中
  
• row：会将每一条数据的变化写道binlog中。
  
• mixed：statement与row的混合。Mysql决定什么时候写statement格式的，什么时候写row格式的binlog。
  

在master机器上的操作：
　　当master上的数据发生变化的时候，该事件变化会按照顺序写入binlog中。当slave链接到master的时候，master机器会为slave开启binlog dunp线程。当master的binlog发生变化的时候，binlog dump线程会通知slave，并将相应的binlog内容发送给slave。

在slave机器上操作：
　　当主从同步开启的时候，slave上会创建两个线程：I\O线程。该线程连接到master机器，master机器上的binlog dump 线程会将binlog的内容发送给该I\O线程。该I/O线程接收到binlog内容后，再将内容写入到本地的relay log；sql线程。该线程读取到I/O线程写入的ralay log。并且根据relay log。并且根据relay log 的内容对slave数据库做相应的操作。

三、主从配置

1、master配置文件设置
　　一般mysql配置文件在/etc/my.cnf
　　(如果找不到的话也有可能在这些目录下：/etc/mysql/my.cnf，/usr/local/mysql/etc/my.cnf，~/.my.cnf)
　　

[root@MySQL-001 ~]# vim /etc/my.cnf　　
[mysqld]
　　
basedir=/usr/local/mysql
　　
datadir=/data/mysqldata
　　
socket=/tmp/mysql.sock
　　
user=mysql
　　
port=3306
　　

　　
# master的配置
　　
server-id=1             # 服务器id (设置唯一标识)
　　
binlog-do-db=employees  # 要给从机同步的库
　　
binlog-ignore-db=mysql  # 不给从机同步的库(多个写多行)
　　
binlog-ignore-db=information_schema
　　
binlog-ignore-db=performance_schema
　　
binlog-ignore-db=sys
　　
log-bin=mysql-bin           # 打开日志(主机需要打开)，可以指定绝对路径；
　　
expire_logs_days=90     # 自动清理 90 天前的log文件,可根据需要修改
　　

重启数据库使配置生效：

CentOS 6.*：
　　

[root@MySQL-001 ~]# service mysqld restart　　
[root@MySQL-001 ~]# service mysqld status
　　SUCCESS! MySQL running (15607)
　　

CentOS 7.*：
　　

[root@MySQL-001 ~]# systemctl restart  mysqld.service　　[root@MySQL-001 ~]# systemctl status mysqld.service
　　mysqld.service - MySQL Server
　　Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/mysqld.service; enabled)
　　Active: active (running) since 四 2018-05-17 11:42:02 CST; 2h 5min ago
　　Docs: man:mysqld(8)
　　http://dev.mysql.com/doc/refman/en/using-systemd.html
　　Main PID: 29959 (mysqld)
　　CGroup: /system.slice/mysqld.service
　　└─29959 /opt/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/etc/my.cnf
　　

　　5月 17 11:42:02 tcloud-118 systemd[1]: Started MySQL Server.
　　

测试log_bin是否成功开启
　　

[root@MySQL-001 ~]# mysql -uroot -p　　
mysql> show variables like '%log_bin%';
　　
+---------------------------------+---------------------------------+
　　
| Variable_name                   | Value                           |
　　
+---------------------------------+---------------------------------+
　　
| log_bin                         | ON                              |
　　
| log_bin_basename                | /opt/mysql/logs/mysql-bin       |
　　
| log_bin_index                   | /opt/mysql/logs/mysql-bin.index |
　　
| log_bin_trust_function_creators | ON                              |
　　
| log_bin_use_v1_row_events       | OFF                             |
　　
| sql_log_bin                     | ON                              |
　　
+---------------------------------+---------------------------------+
　　
6 rows in set (0.00 sec)
　　

　　
mysql>
　　

　　可以看到log_bin为ON；

2、master的数据库中建立主从同步账号backup：
　　backup为用户名，192.168.1.%表示只允许192.168.1网段的客户端连接，123456为密码；
　　

mysql> grant replication slave on *.* to 'backup'@'192.168.1.%'>
mysql> flush privileges;                                                                  # 刷新权限　　
mysql> select Host,User,authentication_string from mysql.user;                            # 检查是否创建
　　
+--------------+---------------+-------------------------------------------+
　　
| Host         | User          | authentication_string                     |
　　
+--------------+---------------+-------------------------------------------+
　　
| localhost    | root          | *6C362347EBEAA7DF44F6D34884615A35095E80EB |
　　
| localhost    | mysql.session | *THISISNOTAVALIDPASSWORDTHATCANBEUSEDHERE |
　　
| localhost    | mysql.sys     | *THISISNOTAVALIDPASSWORDTHATCANBEUSEDHERE |
　　
| 192.168.1.%  | backup        | *9BB58B7F11A03B83C396FF506F3DF45727E79614 |
　　
+--------------+---------------+-------------------------------------------+
　　
5 rows in set (0.00 sec)
　　

　　
mysql>
　　

　　backup@192.168.1.%账户已建立；

3、Master锁表
　　重启MySQL服务并设置读取锁定，读取锁定的意思是只能读取，不能更新，以便获得一个一致性的快照；
　　

mysql> flush table with read lock;     # 主库锁表；默认28800秒，即8小时自动解锁；　　
mysql> show master status \G
　　
*************************** 1. row ***************************
　　File: mysql-bin.000002
　　Position: 1621
　　Binlog_Do_DB:
　　Binlog_Ignore_DB: mysql
　　
Executed_Gtid_Set: 1d3d078c-59a7-11e8-9a08-00163e000b3f:1-7
　　
1 row in set (0.00 sec)
　　

　　
mysql>
　　

　　查看主服务器上当前的二进制日志名和偏移量值这里的file 和position 要和上面的一致；
　　导出master(192.168.1.101)上的数据，然后导入slave 中

4、拷贝数据库至从库（slave）

master：
　　格式：mysqldump -uUSER -pPASSWORD DATABASE TABLE > NAME.sql
　　

[root@MySQL-001 ~]# mysqldump -uroot -p employees > /opt/employees.sql    # 假如employees为主库已经存在的库　　
[root@MySQL-001 ~]# yum install openssh-clients -y                        # 可选
　　
[root@MySQL-001 ~]# scp /opt/employees.sql root@192.168.1.102:/opt/
　　

slave：
　　

[root@MySQL-002 ~]# yum install openssh-clients -y                        # 可选　　

5、配置slave(192.168.1.102)
　　

[root@MySQL-002 ~]# vim /etc/my.cnf　　
[mysqld]
　　
basedir=/usr/local/mysql    # mysql程序路径
　　
datadir=/data/mysqldata     # mysql数据目录
　　
socket=/tmp/mysql.sock
　　
user=mysql
　　
port=3306
　　

　　
# slave配置
　　
server-id=2                 # MySQLid 后面2个从服务器需设置不同
　　
skip_slave_start=1          # 复制进程不会随着数据库的启动而启动,重启数据库后需手动启动；
　　
#加上以下参数可以避免更新不及时，SLAVE 重启后导致的主从复制出错。
　　
read_only = 1               # 从库普通账户只读；
　　
master_info_repository=TABLE
　　
relay_log_info_repository=TABLE
　　
#relay_log_recovery=1       # 从机禁止写
　　
#super_read_only=1          # 从机禁止写
　　

重启数据库
　　CentOS 6.*：
　　

[root@MySQL-002 ~]# service mysqld restart　　
[root@MySQL-002 ~]# service mysqld status
　　SUCCESS! MySQL running (15604)
　　

　　CentOS 7.*：
　　

[root@MySQL-002 ~]# systemctl restart mysqld.service　　
[root@MySQL-002 ~]# systemctl status mysqld.service
　　
mysqld.service - MySQL Server
　　Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/mysqld.service; enabled)
　　Active: active (running) since 四 2018-05-17 11:42:02 CST; 2h 5min ago
　　Docs: man:mysqld(8)
　　http://dev.mysql.com/doc/refman/en/using-systemd.html
　　Main PID: 29959 (mysqld)
　　CGroup: /system.slice/mysqld.service
　　└─29959 /opt/mysql/bin/mysqld --defaults-file=/etc/my.cnf
　　

　　
5月 17 11:42:02 tcloud-118 systemd[1]: Started MySQL Server.
　　

　　然后导入到mysql数据库中，slave上的employees数据库不存在则先创建，然后再导入
　　

[root@MySQL-002 ~]# mysql -uroot -p　　
mysql> create database employees;        # 新建这个库
　　
[root@MySQL-002 ~]# mysql -uroot -p employees < /opt/employees.sql
　　

　　登录slave数据库，并做如下设置
　　

[root@MySQL-002 ~]# mysql -uroot -p　　
mysql> stop slave;                  # 关闭slave同步，第一次可略过；
　　
mysql> change master to
　　
-> master_host='192.168.1.101',     # master的ip
　　
-> master_user='backup',            # 备份用户名
　　
-> master_password='123456',        # 密码
　　
-> master_log_file='mysql-bin.000002',    # 上面截图，且要与master的参数一致
　　
-> master_log_pos=1621;              # 上面截图，且要与master的参数一致
　　

　　合写为：
　　

mysql> change master to master_host='192.168.1.101', master_user='backup', master_password='123456', master_log_file='mysql-bin.000002', master_log_pos=1621;　　
mysql> start slave;                 # 启动同步
　　
mysql> show slave status \G         # 查看slave从机的状态
　　
*************************** 1. row ***************************
　　Slave_IO_State: Waiting for master to send event
　　Master_Host: 192.168.1.101
　　Master_User: backup
　　Master_Port: 3306
　　Connect_Retry: 60
　　Master_Log_File: mysql-bin.000002
　　Read_Master_Log_Pos: 1621

　　Relay_Log_File:>　　Relay_Log_Pos: 320
　　Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000002
　　Slave_IO_Running: Yes
　　Slave_SQL_Running: Yes
　　Replicate_Do_DB:
　　Replicate_Ignore_DB: mysql
　　Replicate_Do_Table:
　　Replicate_Ignore_Table:
　　Replicate_Wild_Do_Table:
　　Replicate_Wild_Ignore_Table:
　　Last_Errno: 0
　　Last_Error:
　　Skip_Counter: 0
　　Exec_Master_Log_Pos: 1621
　　Relay_Log_Space: 521
　　Until_Condition: None
　　Until_Log_File:
　　Until_Log_Pos: 0
　　Master_SSL_Allowed: No
　　Master_SSL_CA_File:
　　Master_SSL_CA_Path:
　　Master_SSL_Cert:
　　Master_SSL_Cipher:
　　Master_SSL_Key:
　　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: 101
　　Master_UUID: 1d3d078c-59a7-11e8-9a08-00163e000b3f
　　Master_Info_File: mysql.slave_master_info
　　SQL_Delay: 0
　　SQL_Remaining_Delay: NULL

　　Slave_SQL_Running_State: Slave has read all>　　Master_Retry_Count: 86400
　　Master_Bind:
　　Last_IO_Error_Timestamp:
　　Last_SQL_Error_Timestamp:
　　Master_SSL_Crl:
　　Master_SSL_Crlpath:
　　Retrieved_Gtid_Set:
　　Executed_Gtid_Set: 5037e479-59a7-11e8-a35b-00163e000402:1-3
　　Auto_Position: 0
　　Replicate_Rewrite_DB:
　　Channel_Name:
　　Master_TLS_Version:
　　
1 row in set (0.00 sec)
　　

　　
mysql>
　　

　　下面对应参数相同代表设置成功，0延时；
　　

Slave_IO_Running: Yes　　

　　
Slave_SQL_Running: Yes
　　

　　
Seconds_Behind_Master: 0
　　

参数说明:

• Master_Log_File：                      SLAVE中的I/O线程当前正在读取的主服务器二进制日志文件的名称
  
• Read_Master_Log_Pos：        在当前的主服务器二进制日志中，SLAVE中的I/O线程已经读取的位置
  
• Relay_Log_File：                        SQL线程当前正在读取和执行的中继日志文件的名称
  
• Relay_Log_Pos：                        在当前的中继日志中，SQL线程已读取和执行的位置
  
• Relay_Master_Log_File：      由SQL线程执行的包含多数近期事件的主服务器二进制日志文件的名称
  
• Slave_IO_Running：                 I/O线程是否被启动并成功地连接到主服务器上
  
• Slave_SQL_Running：              SQL线程是否被启动
  
• Seconds_Behind_Master：     从属服务器SQL线程和从属服务器I/O线程之间的时间差距，单位以秒计。
  

关闭主数据库的读锁定
　　

mysql> unlock tables;　　

四、测试主从复制

1、在marster中创建一个新表再查看slave中是否有数据

master:
　　

mysql> use employees;　　
mysql> create table test001(id int auto_increment primary key,name varchar(20) not null);
　　
mysql> insert into test001 values(null,'will');
　　
mysql> insert into test001 values(null,'jim');
　　
mysql> insert into test001 values(null,'tom');
　　
mysql> select * from employees.test001;
　　
+----+------+

　　
|>　　
+----+------+
　　
|  1 | will |
　　
|  2 | jim  |
　　
|  3 | tom  |
　　
+----+------+
　　
3 rows in set (0.01 sec)
　　

slave:
　　

mysql> use employees;　　
mysql> select * from employees.test001;
　　
+----+------+

　　
|>　　
+----+------+
　　
|  1 | will |
　　
|  2 | jim  |
　　
|  3 | tom  |
　　
+----+------+
　　

2、重启关闭从数据库，主删除test001表，然后主从数据库都重启看是否正常

master:
　　

mysql> drop table employees.test001;　　

slave:
　　

mysql> use employees;　　
mysql> show tables;
　　

　　以上实验证明主从同步成功！！！

五、mysql数据库从库同步的延迟问题

1、从库同步延迟一般出现的情况
　　1、show slave status 显示参数 Seconds_Behind_Master不为0，这个数值可能会很大

　　2、show slave status 显示参数>　　3、mysql的从库数据目录下存在大量mysql-relay-log日志，该日志同步完成之后就会被系统自动删除，存在大量日志，说明主从同步延迟很厉害

2、MySQL数据库主从同步延迟原理
　　mysql主从同步原理：
　　主库针对写操作，顺序写binlog，从库单线程去主库顺序读”写操作的binlog”，从库取到binlog在本地原样执行（随机写），来保证主从数据逻辑上一致。
　　mysql的主从复制都是单线程的操作，主库对所有DDL和DML产生binlog，binlog是顺序写，所以效率很高，slave的Slave_IO_Running线程到主库取日志，效率比较高，下一步，问题来了，slave的Slave_SQL_Running线程将主库的DDL和DML操作在slave实施。DML和DDL的IO操作是随即的，不是顺序的，成本高很多，还可能可slave上的其他查询产生lock争用，由于Slave_SQL_Running也是单线程的，所以一个DDL卡主了，需要执行10分钟，那么所有之后的DDL会等待这个DDL执行完才会继续执行，这就导致了延时。
　　有朋友会问：“主库上那个相同的DDL也需要执行10分，为什么slave会延时？”，答案是master可以并发，Slave_SQL_Running线程却不可以。

3、MySQL数据库主从同步延迟是怎么产生的？
　　当主库的TPS并发较高时，产生的DDL数量超过slave一个sql线程所能承受的范围，那么延时就产生了，当然还有就是可能与slave的大型query语句产生了锁等待。
　　首要原因：数据库在业务上读写压力太大，CPU计算负荷大，网卡负荷大，硬盘随机IO太高
　　次要原因：读写binlog带来的性能影响，网络传输延迟。

4、MySQL数据库主从同步延迟解决方案。

架构方面
　　1.业务的持久化层的实现采用分库架构，mysql服务可平行扩展，分散压力。
　　2.单个库读写分离，一主多从，主写从读，分散压力。这样从库压力比主库高，保护主库。
　　3.服务的基础架构在业务和mysql之间加入memcache或者redis的cache层。降低mysql的读压力。
　　4.不同业务的mysql物理上放在不同机器，分散压力。
　　5.使用比主库更好的硬件设备作为slave
　　总结，mysql压力小，延迟自然会变小。

硬件方面
　　1.采用好服务器，比如4u比2u性能明显好，2u比1u性能明显好。
　　2.存储用ssd或者盘阵或者san，提升随机写的性能。
　　3.主从间保证处在同一个交换机下面，并且是万兆环境。
　　总结，硬件强劲，延迟自然会变小。一句话，缩小延迟的解决方案就是花钱和花时间。

5、mysql主从同步加速方法
　　1、sync_binlog在slave端设置为0
　　2、–logs-slave-updates 从服务器从主服务器接收到的更新不记入它的二进制日志。
　　3、直接禁用slave端的binlog
　　4、slave端，如果使用的存储引擎是innodb，innodb_flush_log_at_trx_commit =2

6、sync_binlog与innodb_flush_log_at_trx_commit参数
　　主库是写，对数据安全性较高，比如sync_binlog=1，innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 之类的设置是需要的
　　而slave则不需要这么高的数据安全，完全可以讲sync_binlog设置为0或者关闭binlog，innodb_flushlog也可以设置为0来提高sql的执行效率

sync_binlog
　　MySQL提供一个sync_binlog参数来控制数据库的binlog刷到磁盘上去。
　　默认，sync_binlog=0，表示MySQL不控制binlog的刷新，由文件系统自己控制它的缓存的刷新。这时候的性能是最好的，但是风险也是最大的。一旦系统Crash，在binlog_cache中的所有binlog信息都会被丢失。
　　如果sync_binlog>0，表示每sync_binlog次事务提交，MySQL调用文件系统的刷新操作将缓存刷下去。最安全的就是sync_binlog=1了，表示每次事务提交，MySQL都会把binlog刷下去，是最安全但是性能损耗最大的设置。这样的话，在数据库所在的主机操作系统损坏或者突然掉电的情况下，系统才有可能丢失1个事务的数据。
　　但是binlog虽然是顺序IO，但是设置sync_binlog=1，多个事务同时提交，同样很大的影响MySQL和IO性能。
　　虽然可以通过group commit的补丁缓解，但是刷新的频率过高对IO的影响也非常大。对于高并发事务的系统来说，
　　“sync_binlog”设置为0和设置为1的系统写入性能差距可能高达5倍甚至更多。
　　所以很多MySQL DBA设置的sync_binlog并不是最安全的1，而是2或者是0。这样牺牲一定的一致性，可以获得更高的并发和性能。
　　默认情况下，并不是每次写入时都将binlog与硬盘同步。因此如果操作系统或机器(不仅仅是MySQL服务器)崩溃，有可能binlog中最后的语句丢失了。要想防止这种情况，你可以使用sync_binlog全局变量(1是最安全的值，但也是最慢的)，使binlog在每N次binlog写入后与硬盘同步。即使sync_binlog设置为1,出现崩溃时，也有可能表内容和binlog内容之间存在不一致性。

innodb_flush_log_at_trx_commit
　　抱怨Innodb比MyISAM慢100倍？那么你大概是忘了调整这个值。
　　默认值1的意思是每一次事务提交或事务外的指令都需要把日志写入（flush）硬盘，这是很费时的。特别是使用电池供电缓存（Battery backed up cache）时。
　　设成2对于很多运用，特别是从MyISAM表转过来的是可以的，它的意思是不写入硬盘而是写入系统缓存。日志仍然会每秒flush到硬盘，所以你一般不会丢失超过1-2秒的更新。
　　设成0会更快一点，但安全方面比较差，即使MySQL挂了也可能会丢失事务的数据。而值2只会在整个操作系统 挂了时才可能丢数据。

7、从文件系统本身属性角度优化
　　master端
　　修改linux、Unix文件系统中文件的etime属性， 由于每当读文件时OS都会将读取操作发生的时间回写到磁盘上，对于读操作频繁的数据库文件来说这是没必要的，只会增加磁盘系统的负担影响I/O性能。可以通过设置文件系统的mount属性，组织操作系统写atime信息，在linux上的操作为：
　　打开/etc/fstab，加上noatime参数
　　

/dev/sdb1 /data reiserfs noatime 1 2　　

　　然后重新mount文件系统
　　

    mount -oremount /data