【MySQL】MySQL复制原理与主备一致性同步工作原理解析（原理篇）（MySQL专栏启动）

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本文导读

本文基于《MySQL复制与高可用水平扩展架构实战》扩展其复制的原理以及切换一致性问题。还没看基础的读者们请先行了解这篇基础的MySQL复制详解与实战。本文主要对 MySQL 复制原理与主备一致性同步工作原理解析。

一、MySQL 数据库复制原理

本文基于《MySQL复制与高可用水平扩展架构实战》扩展其复制的原理以及切换一致性问题。还没看基础的读者们请先行了解这篇基础的MySQL复制详解与实战。

1、基于语句的复制

MySQL 5.0和更早版本只支持基于语句的复制，也称为逻辑复制，这在数据库领域很少见。

在基于语句的复制模式中，主数据库记录导致数据更改的查询，当备用数据库读取并重放这些事件时，它实际上再次执行在主数据库上执行的SQL。

好处有很多，一是记录和执行这些语句可以保持活动和备用同步；二是二进制日志中的事件更紧凑，因此相对而言，基于语句的模式不会使用太多带宽。更新TB数据的语句在二进制日志中只能占用几十个字节。

不好的地方也有几点，一是主数据库上的数据更新可能取决于除执行语句之外的其他因素（例如时间戳）；二是存在着一些无法被正确复制的 SQL（例如 MySQL中的CURRENT_USER()函数用于返回MySQL帐户的用户名和主机名，或者使用基于语句的复制模式时，存储过程和触发器也可能存在问题）；

三是更新必须是串行化，这就需要更多的锁。

2、基于行的复制

基于行复制，该方法将实际数据记录在二进制日志中。

基于行复制，可以正确复制每一行，并且可以更有效地复制某些语句，因为不需要重放更新数据库数据的查询操作，所以可以使用基于行的复制模式来更有效地复制数据，并且重放查询可能会很昂贵。

-- 这时基于行的复制就会复制 SELECT 语句
INSERT INTO stable();
SELECT * FROM stable where id ='';

没有一种模式适合所有情况，所有MySQL可以在两种复制模式之间动态切换。

默认情况下，使用基于语句的复制模式，如果无法正确复制语句，会自动切换到基于行的复制模式。

MySQL 还可以将会话级别变量设置为 binlog_format（二进制格式），以控制二进制日志格式。

对于基于行的复制，时间点恢复很困难，但并非不可能。稍后第二节讲到日志服务器将有所帮助。

3、两种复制方式的比较与生产环境使用

在实际生产环境我们一般会使用基于行的复制，因为这种方法可以比较读多写少很多无效的sql，

但是如果数据库版本太低，就只有基于sql的复制方式。

3.1、基于sql的复制优缺点

优点：

1、当主备模式不同时逻辑复制可以在各种条件下工作，基于语句的复制更灵活。

2、基于语句的复制过程基本上是执行SQL语句，以易于理解的方式在跑步过程中发生的变化，当出现问题时，可以很好地定位

缺点：

MySQL一些情况下无法复制基于语句的模式。存储过程、触发器存在一些复制的错误。简单地说：如果有使用触发器或存储过程，不能使用基于语句的复制模式。

3.2、基于行的复制模式的优缺点

优点：

1、基于行的复制模式无法处理的场景几乎没有（包括SQL构造、触发器、存储过程等都可以执行）。

2、可以减少锁的使用，因为它不要求这串行化是可重复的

3、基于行的复制模式只会记录数据更改，因此二进制日志中记录的实际上是主数据库上已更改的数据。

此模式可以更清楚地知道服务器上发生了什么更改，并更好地记录数据更改。基于行的二进制日志还记录更改之前的数据，有利于某些数据恢复。

缺点：

由于执行过的 sql 语句未记录在日志中，因此无法确定执行了哪些SQL语句，只知道数据行中的更改。

二、MySQL 主备一致性原理

1、****主/备切换过程

在的主/备切换过程，图1中，客户端读取和写入都直接访问 DB1，而 DB2 是 DB1 的备用数据库，并且仅同步 DB1 的更新并在本地执行它们，这样， DB2 和 DB1 的数据可以保持相同。虽然 DB2 未被直接访问，但我仍然建议您将 DB2 设置为只读模式

当需要切换时，将切换到图2。此时，客户端将读取和写入节点 DB2，而 DB1 是 DB2 的备用数据库。

2、MySQL 的sql语句同步内部工作原理

在从客户端接收到更新请求后，主库执行内部事务的更新逻辑并写入undo log、bin log、redo log。

备库和主库之间保持长连接,主数据库A内有一个线程 dump_thread，用于服务备库的长连接。

具体流程如下，在备用数据库上，使用 change-master （更改主机）命令设置主数据库 的IP、端口、用户名和密码，以及请求bin log的位置（此位置包括文件名和日志偏移量）。

在备用数据库上执行 start slave （启动从属设备）命令。此时，备用数据库将启动两个线程，即figure_Thread（图形线程）和sql_Thread（sql线程）中显示的 io 其中 io_Thread 负责与主库建立连接。

主库校验完用户名、密码后，开始按照备库传过来的位置，从本地读取 bin log，发给从库。

获取 bin log后，备用数据库将其写入本地文件，该文件称为 relay log （中继日志）。sql_Thread 读取传输日志，解析日志中的命令并执行。

3、MySQL 循环复制问题

双主结构（MM模式）中，客户端在 主库A 上更新了一条语句，然后再把生成的 bin log 发送到主库 B，节点 B 执行完这条更新语句后也会生成 bin log。这时主库 A，不知道这是 B库的同步当成新的执行操作就会发生循环复制问题。

如何解决呢？

首先设置两个数据库的服务器ID不同。如果相同，则不能设置为主/备用关系；

当备用数据库接收到 bin log 并重放它时，它会生成一个新的 bin log，其服务器ID与原始binlog相同；

每个数据库收到自己主数据库发送的日志后，首先判断服务器ID。如果与自己的ID相同，则表示bin log 日志是自己生成的，将直接丢弃。

总结

本文基于《MySQL复制与高可用水平扩展架构实战》扩展其复制的原理以及切换一致性问题。还没看基础的读者们请先行了解这篇基础的MySQL复制详解与实战。本文主要对 MySQL 复制原理与主备一致性同步工作原理解析。