一、为什么要进行主从复制

主从复制、读写分离一般是一起使用的。目的很简单，就是为了提高数据库的并发性能。你想，假设是单机，读写都在一台MySQL上面完成，性能肯定不高。如果有三台MySQL，一台mater只负责写操作，两台salve只负责读操作，性能不就能大大提高了吗？

所以主从复制、读写分离就是为了数据库能支持更大的并发。

随着业务量的扩展、如果是单机部署的MySQL，会导致I/O频率过高。采用主从复制、读写分离可以提高数据库的可用性。

主从复制的作用：

做数据的热备，作为后备数据库，主数据库服务器故障后，可切换到从数据库继续工作，避免数据丢失。
架构的扩展。业务量越来越大,I/O访问频率过高，单机无法满足，此时做多库的存储，降低磁盘I/O访问的评率，提高单个机器的I/O性能。
读写分离，使数据库能支持更大的并发。在报表中尤其重要。由于部分报表sql语句非常的慢，导致锁表，影响前台服务。如果前台使用master，报表使用slave，那么报表sql将不会造成前台锁，保证了前台速度。

 1--在从服务器可以执行查询工作(即我们常说的读功能)，降低主服务器压力;（主库写，从库读，降压）
 2--在从主服务器进行备份，避免备份期间影响主服务器服务;（确保数据安全）
 3--当主服务器出现问题时，可以切换到从服务器。（提升性能）

二、主从复制的原理

Mysql的主从复制中主要有三个线程：master（binlog dump thread）、slave（I/O thread 、SQL thread），Master一条线程和Slave中的两条线程。

master（binlog dump thread）主要负责Master库中有数据更新的时候，会按照binlog格式，将更新的事件类型写入到主库的binlog文件中。并且，Master会创建log dump线程通知Slave主库中存在数据更新，这就是为什么主库的binlog日志一定要开启的原因。

I/O thread线程在Slave中创建，该线程用于请求Master，Master会返回binlog的名称以及当前数据更新的位置、binlog文件位置的副本。然后，将binlog保存在 中继日志（relay log） 中，中继日志也是记录数据更新的信息。

SQL线程也是在Slave中创建的，当Slave检测到中继日志有更新，就会将更新的内容同步到Slave数据库中，这样就保证了主从的数据的同步。

三、主从复制的类型

主从复制的过程有不同的策略方式进行数据的同步，主要包含以下几种：

1. 「同步策略」：Master会等待所有的Slave都回应后才会提交，这个主从的同步的性能会严重的影响。
2. 「半同步策略」：Master至少会等待一个Slave回应后提交。
3. 「异步策略」：Master不用等待Slave回应就可以提交。
4. 「延迟策略」：Slave要落后于Master指定的时间。

四、异步主从复制

4.1 一主一从主从复制

在上文操作的基础上，首先我们需要再在一个新的虚拟机上安装设置mysql，将server1上编译好的包拷贝到server2上：

将刚刚更改的两个配置文件复制到server2上去：

刚才server1的操作再在server2上再做一遍：

 此时server2上的mysql初始化完成，可以正常使用：

此过程可完全按照mysql官网文档来:MySQL :: MySQL 5.7 Reference Manual :: 16 Replication

 在server1上：

编辑 /etc/my.cnf :

重启mysqld使之生效：

 

此时已经在数据目录里生成了二进制日志文件：

 

此时的二进制日志文件编号为595，因为你所做的操作都会以追加的方式被记录在二进制日志文件内，而编号就是记录操作指令，595就是最后的一个编号。编号可以控制slave端复制的时候从哪开始复制。

 在server2上：

在slave备机上可以不设置binlog，可以不用启用binlog。

 

通过 /etc/init.d/mysqld restart 重启服务。进入数据库设置：

mysql> CHANGE MASTER TO
    ->     MASTER_HOST='source_host_name',
    ->     MASTER_USER='replication_user_name',
    ->     MASTER_PASSWORD='replication_password',
    ->     MASTER_LOG_FILE='recorded_log_file_name',
    ->     MASTER_LOG_POS=recorded_log_position;

  

回到server1上创建数据库：

 创建完成后，在server2的数据库上查看server2上也有了刚刚创建的westos库。

注：如果server1上已经建立了数据库、表或者写入了数据。那么server2上也需要先存在这些东西，这是因为二进制文件里记录的是执行的动作，从机来复制这些动作。从机里没有被操作的东西，那就无法执行动作。如果server1的mysql是全新的话，则可以直接继续设置server2。 

 此数据库是从server1 master上自动复制过去的，但是这种复制是单向的，一般主从复制slave端mysql都要设置成只读模式，不能在slave上写入数据，因为这样的话数据就不同步了。

各个server上的索引文件可以记录各个server上的中继日志：

 

4.2 一主多从主从复制（线性主从）

上面我们介绍的是一主一从架构，也有一主多从架构，一主多从架构适合于读多写少的情景，即读的请求要远远大于写的请求。我们再扩一个节点做一主多从架构。与刚刚在server2上开启mysql服务类似。下面我们搭建的是 A-->B-->C 的线性一主多从架构：

在server3上，在my.cnf中更改server-id：

 

 此时server3上的mysql初始化完毕。由于我们server3上的数据要从server2上拿，所以在server2上要开启二进制日志文件，并且加上log-slave-updates选项：

设置完成后在server2上也创建了mysql-bin 文件。在server1上再插入数据，查看server2上的mysql-bin 发现在server1上的操作已经被记录了下来。

 由于之前server1、2上的数据库已经存储了部分数据，所以我们先把其中的数据库备份出来，导入到server3中：

注：用mysqldump导入时会有一个坑，在导入同名数据库时，会先删除再导入：

 

 先建立一个同名的库，再将数据导入进去。

 

 

 原来的库导入完成！在server2上创建repl用户并寄予权限：

刷新一下授权表：

 

在server2上查看master status ：

 在server3上设置从server2复制数据库信息：

 IO和SQL线程均为YES，说明设置没问题。

测试：在server1的数据库上添加信息：

我们可以直接查看server3的数据库是否复制成功，若是复制成功那么server2一定复制成功：

 线性的一主多从mysql设置成功！这样设置的好处是可以减小server1端的压力。

mysql默认情况下是以异步的方式将binlog的更新发送到slave端，虽然速度很快，但是此种方式并不关心slave端是否接受到binlog信息，当网络复杂不稳定时就会出问题。

4.3 基于GTID的异步主从复制（非线性）

GTID (Golobal Transaction ID) 是对于一个已提交事务的唯一编号，并且是一个全局(主从复制)唯一的编号。

GTID 复制和传统复制的区别：在启动主从复制时，不需要指定 binlog 文件名和 postion 号，直接 auto 即可。MySQL 会自动读取最后一个 relay，获取到上次已经复制的 GTID 号，从此号码开始向后复制即可。在 MHA 高可用环境下，在主库无法 SSH 时，从库进行数据补偿更加便捷。

在GTID主从复制中，每个mysql数据库上都有一个唯一uuid，每个事务生成一个id，gtid由上面两者组合： uuid+事务id。

使用GTID方式进行主从复制，当master挂掉时，会自动切换到里自己最近的一台slave上。

在server2上关闭slave，将其配置成GTID模式，在server1上打开GTID模式：

server1:

 server2:

 

 要先关闭server2的slave端（注：该slave服务是开机自启的，设置时restart完了记得再关闭一次）：

可以使用 show slave status\G;  查看slave状态。在server3上同样的配置再来一遍：

测试： 在server1上添加数据：

 server2和server3上的数据已经同步。（注：此时我们server2、3的数据都是直接由server1复制来的，不是线性复制了）

当集群的master挂掉后，自动寻找最近的一个slave进行接管，slave变成master后，另外的slave在同步数据时并不需要知道此时复制的binlog号到哪了，因在在采用GTID模式时，就会自动去寻找下一个号是多少。

五、半同步主从复制

此时使用的异步主从复制还有些问题：在整体架构中，IO线程不太稳定，因为默认情况下master采用异步方式发送数据，那么slave端如果没有接受到的话会导致主从数据不一致，此时主从复制就没有存在的意义了。

半同步复制必须要求是GTID的模式。

官方半同步文档说明：MySQL :: MySQL 5.7 Reference Manual :: 16.3.9.1 Semisynchronous Replication Administrative Interface

首先，在所有的server上都要安装相应的plugin插件。

在server1 master端：

 在server2、3  slave端下载插件并开启半同步模式：

 可以看到我们虽然启动了半同步，但是半同步的状态还是OFF的，即还没有生效。将IO线程重启一下就生效了：

可以在mysql数据库中使用 show plugins; 查看已经安装的插件。在server1 master端设置开启半同步模式：

 在master端查看半同步状态，发现已经有两个clients：

上面在mysql上设置的都是临时的热生效的方式，要开机自动生效还是要写到文件里 /etc/my.cnf：

server1 master上：

 server2、3 slave上：

                 

 测试：

在master上添加数据：

 

半同步模式一般是要求数据无损。在半同步模式下，当master没有接收到slave端同步信息后发来的ack确认信号，master就认为slave端没有同步信息，这种情况下就能保证不会出现由于网络原因导致的数据不一致。

 测试不同步：

先把两个slave端的IO线程停掉：

 由于默认设置等待时间为10s，master10秒还没接收到slave发来的信息，就证明同步有问题，当10秒过后整个系统就会退回到异步模式。

 

当后端的两个slave恢复正常时，它会自动开启半同步模式，并且整个过程中不会有数据丢失。

 

 

     

 After-commit异步                                ​​​​​​​

After-sync半同步

异步模式和半同步模式的区别在于，异步模式不管slave端是否完成同步，只要Binlog更改就做引擎提交；而半同步模式只有在接收到slave发送过来的ACK确认信号之后，才作引擎提交。注：做完引擎提交后其他所有的用户都能看到你提交的内容。