首页 > mysql教程 > 正文

MySQL主从同步延迟的原因及解决办法

转载 2019-07-03 0 89

Mysql主从基本原理,主要形式以及主从同步延迟原理 (读写分离)导致主库从库数据不一致问题的及解决方案

一、主从数据库的区别

从数据库(Slave)是主数据库的备份,当主数据库(Master)变化时从数据库要更新,这些数据库软件可以设计更新周期。这是提高信息安全的手段。主从数据库服务器不在一个地理位置上,当发生意外时数据库可以保存。

(1) 主从分工

其中Master负责写操作的负载,也就是说一切写的操作都在Master上进行,而读的操作则分摊到Slave上进行。这样一来的可以大大提高读取的效率。在一般的互联网应用中,经过一些数据调查得出结论,读/写的比例大概在 10:1左右 ,也就是说大量的数据操作是集中在读的操作,这也就是为什么我们会有多个Slave的原因。但是为什么要分离读和写呢?熟悉DB的研发人员都知道,写操作涉及到锁的问题,不管是行锁还是表锁还是块锁,都是比较降低系统执行效率的事情。我们这样的分离是把写操作集中在一个节点上,而读操作其其他的N个节点上进行,从另一个方面有效的提高了读的效率,保证了系统的高可用性。

(2) 基本过程
1)、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)。
2)、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。

3)、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,slave会快速的接受到这些操作,从而做同步。

(3) 用途和条件
1)、mysql主从复制用途
●实时灾备,用于故障切换
●读写分离,提供查询服务
●备份,避免影响业务
2)、主从部署必要条件:
●主库开启binlog日志(设置log-bin参数)
●主从server-id不同
●从库服务器能连通主库

二、主从同步的粒度、原理和形式:

(1)、 三种主要实现粒度
详细的主从同步主要有三种形式:statement、row、mixed
 1)、statement: 会将对数据库操作的sql语句写道binlog中
 2)、row: 会将每一条数据的变化写道binlog中。
3)、mixed: statement与row的混合。Mysql决定何时写statement格式的binlog, 何时写row格式的binlog。

(2)、主要的实现原理、具体操作、示意图

1)、在master机器上的操作:
  当master上的数据发生变化时,该事件变化会按照顺序写入bin-log中。当slave链接到master的时候,master机器会为slave开启binlog dump线程。当master的binlog发生变化的时候,bin-log dump线程会通知slave,并将相应的binlog内容发送给slave。
2)、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。

3)、MySQL主从复制原理图如下:

从库生成两个线程,一个I/O线程,一个SQL线程;
i/o线程去请求主库 的binlog,并将得到的binlog日志写到relay log(中继日志) 文件中;
主库会生成一个 log dump 线程,用来给从库 i/o线程传binlog;
SQL 线程,会读取relay log文件中的日志,并解析成具体操作,来实现主从的操作一致,而最终数据一致;

(2)、主从形式

mysql主从复制 灵活
● 一主一从
● 主主复制
● 一主多从---扩展系统读取的性能,因为读是在从库读取的;
● 多主一从---5.7开始支持

● 联级复制---

三、主从同步的延迟等问题、原因及解决方案:

(1)、mysql数据库从库同步的延迟问题

  1)相关参数:

首先在服务器上执行show slave satus;可以看到很多同步的参数: 

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。
从库同步延迟情况出现的● show slave status显示参数Seconds_Behind_Master不为0,这个数值可能会很大
● show slave status显示参数Relay_Master_Log_File和Master_Log_File显示bin-log的编号相差很大,说明bin-log在从库上没有及时同步,所以近期执行的bin-log和当前IO线程所读的bin-log相差很大
● 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数据库从库同步的延迟问题

1)、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。

2)、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。


(3)、MySql数据库从库同步的延迟解决方案

1)、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。

2)、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。

3)、mysql主从同步加速

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

4)、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

5)、同步参数调整主库是写,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

1、sync_binlog=1 oMySQL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。

2、innodb_flush_log_at_trx_commit (这个很管用)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。

3、ls(1) 命令可用来列出文件的 atime、ctime 和 mtime。

atime 文件的access time 在读取文件或者执行文件时更改的ctime 文件的create time 在写入文件,更改所有者,权限或链接设置时随inode的内容更改而更改mtime 文件的modified time 在写入文件时随文件内容的更改而更改ls -lc filename 列出文件的 ctimels -lu filename 列出文件的 atimels -l filename 列出文件的 mtimestat filename 列出atime,mtime,ctimeatime不一定在访问文件之后被修改因为:使用ext3文件系统的时候,如果在mount的时候使用了noatime参数那么就不会更新atime信息。这三个time stamp都放在 inode 中.如果mtime,atime 修改,inode 就一定会改, 既然 inode 改了,那ctime也就跟着改了.之所以在 mount option 中使用 noatime, 就是不想file system 做太多的修改, 而改善读取效能



(4)、MySql数据库从库同步其他问题及解决方案

1)、mysql主从复制存在的问题: ● 主库宕机后,数据可能丢失 ● 从库只有一个sql Thread,主库写压力大,复制很可能延时2)、解决方法: ● 半同步复制---解决数据丢失的问题 ● 并行复制----解决从库复制延迟的问题

3)、半同步复制mysql semi-sync(半同步复制)半同步复制: ● 5.5集成到mysql,以插件的形式存在,需要单独安装 ● 确保事务提交后binlog至少传输到一个从库 ● 不保证从库应用完这个事务的binlog ● 性能有一定的降低,响应时间会更长 ● 网络异常或从库宕机,卡主主库,直到超时或从库恢复4)、主从复制--异步复制原理、半同步复制和并行复制原理比较

a、异步复制原理:

b、半同步复制原理:

事务在主库写完binlog后需要从库返回一个已接受,才放回给客户端;5.5集成到mysql,以插件的形式存在,需要单独安装确保事务提交后binlog至少传输到一个从库不保证从库应用完成这个事务的binlog性能有一定的降低网络异常或从库宕机,卡主库,直到超时或从库恢复

c、并行复制mysql并行复制 ● 社区版5.6中新增 ● 并行是指从库多线程apply binlog ● 库级别并行应用binlog,同一个库数据更改还是串行的(5.7版并行复制基于事务组)设置set global slave_parallel_workers=10;设置sql线程数为10

原理:从库多线程apply binlog在社区5.6中新增库级别并行应用binlog,同一个库数据更改还是串行的5.7版本并行复制基于事务组

更多MySQL相关技术文章,请访问MySQL教程栏目进行学习!

以上就是MySQL主从同步延迟的原因及解决办法的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

php中文网最新课程二维码

相关文章


  • MySQL备份恢复的调度优化技巧
  • MySQL事务管理的介绍(附示例)
  • MySQL 自增 id 超大问题查询
  • 数据库笔试面试82——在MySQL中,把TEST表的ID列设置为主键,并在NAME字段上创建普通索引
  • 数据库笔试面试98——在MySQL中,有两个复合索引(A,B)和(C,D),以下语句会怎样使用索引?
  • MySQL/InnoDB乐观锁悲观锁共享锁、排它锁行锁表锁死锁概念的理解
  • 数据库笔试面试97——在MySQL中,如何分析一条SQL语句的执行性能?需要关注哪些信息?
  • 【FB TV】一周「BUF大事件」:Cloudflare泄露用户信息;MySQL数据库遭勒索;碰撞攻击实例首位受害者WebKit