MySQL主从复制原理探索

上一篇文章里面，讲到了遇到mysql主从延迟的坑，对于这次的坑多说两句，以前也看过这样的例子，也知道不能够写完之后马上更新，但是真正开发的时候还是没有注意到这一点，道理大家都懂，但是还是会犯错，只有等到自己亲身体验到该错误之后，才真正的掌握到该道理。

经历过一次mysql主从延迟之后，就开始思考，主从复制是什么东西？它是怎么实现的呢？它的原理是什么？于是乎就开始查阅资料、文章，现将自己理解到的内容总结在此，加深印象。

为什么要做主从复制？

1、在业务复杂的系统中，有这么一个情景，有一句sql语句需要锁表，导致暂时不能使用读的服务，那么就很影响运行中的业务，使用主从复制，让主库负责写，从库负责读，这样，即使主库出现了锁表的情景，通过读从库也可以保证业务的正常运作。

2、做数据的热备

3、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访问的频率，提高单个机器的I/O性能。

mysql主从复制的原理是什么？

binlog: binary log，主库中保存更新事件日志的二进制文件。

主从复制的基础是主库记录数据库的所有变更记录到binlog。binlog是数据库中保存配置中过期时间内所有修改数据库结构或内容的一个文件。如果过期时间是10d的话，那么就是最近10d的数据库修改记录。

mysql主从复制是一个异步的复制过程，主库发送更新事件到从库，从库读取更新记录，并执行更新记录，使得从库的内容与主库保持一致。

在主库里，只要有更新事件出现，就会被依次地写入到binlog里面，是之后从库连接到主库时，从主库拉取过来进行复制操作的数据源。

binlog输出线程。每当有从库连接到主库的时候，主库都会创建一个线程然后发送binlog内容到从库。
对于每一个即将发送给从库的sql事件，binlog输出线程会将其锁住。一旦该事件被线程读取完之后，该锁会被释放，即使在该事件完全发送到从库的时候，该锁也会被释放。

在从库里，当复制开始的时候，从库就会创建两个线程进行处理：

从库I/O线程。当START SLAVE语句在从库开始执行之后，从库创建一个I/O线程，该线程连接到主库并请求主库发送binlog里面的更新记录到从库上。
从库I/O线程读取主库的binlog输出线程发送的更新并拷贝这些更新到本地文件，其中包括relay log文件。

从库的SQL线程。从库创建一个SQL线程，这个线程读取从库I/O线程写到relay log的更新事件并执行。

可以知道，对于每一个主从复制的连接，都有三个线程。拥有多个从库的主库为每一个连接到主库的从库创建一个binlog输出线程，每一个从库都有它自己的I/O线程和SQL线程。

从库通过创建两个独立的线程，使得在进行复制时，从库的读和写进行了分离。因此，即使负责执行的线程运行较慢，负责读取更新语句的线程并不会因此变得缓慢。比如说，如果从库有一段时间没运行了，当它在此启动的时候，尽管它的SQL线程执行比较慢，它的I/O线程可以快速地从主库里读取所有的binlog内容。这样一来，即使从库在SQL线程执行完所有读取到的语句前停止运行了，I/O线程也至少完全读取了所有的内容，并将其安全地备份在从库本地的relay log，随时准备在从库下一次启动的时候执行语句。

查看主从复制的状态

当主从复制正在进行中时，如果想查看从库两个线程运行状态，可以通过执行在从库里执行”show slave statusG”语句，以下的字段可以给你想要的信息：

Master_Log_File — 上一个从主库拷贝过来的binlog文件
Read_Master_Log_Pos — 主库的binlog文件被拷贝到从库的relay log中的位置
Relay_Master_Log_File — SQL线程当前处理中的relay log文件
Exec_Master_Log_Pos — 当前binlog文件正在被执行的语句的位置

整个主从复制的流程可以通过以下图示理解：

• 步骤一：主库db的更新事件(update、insert、delete)被写到binlog
• 步骤二：从库发起连接，连接到主库
• 步骤三：此时主库创建一个binlog dump thread，把binlog的内容发送到从库
• 步骤四：从库启动之后，创建一个I/O线程，读取主库传过来的binlog内容并写入到relay log
• 步骤五：还会创建一个SQL线程，从relay log里面读取内容，从Exec_Master_Log_Pos位置开始执行读取到的更新事件，将更新内容写入到slave的db

注：上面的解释是解释每一步做了什么，整个mysql主从复制是异步的，不是按照上面的步骤执行的。

其他

关于主从复制架构的搭建，可以参考网上更多的文档，文笔有限，不做更多的介绍。

作为一名开发，这些基础的mysql知识还是需要多多学习。

参考资料

What is MySQL Replication and How Does It Work?

Replication Implementation Details

原创文章，文笔有限，才疏学浅，文中若有不正之处，万望告知。

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