1、復(fù)制的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

復(fù)制的體系結(jié)構(gòu)有以下一些基本原則：

(1) 每個(gè)slave只能有一個(gè)master;

(2) 每個(gè)slave只能有一個(gè)唯一的服務(wù)器ID;

(3) 每個(gè)master可以有很多slave;

(4) 如果你設(shè)置log_slave_updates，slave可以是其它slave的master，從而擴(kuò)散master的更新。

MySQL不支持多主服務(wù)器復(fù)制(Multimaster Replication)——即一個(gè)slave可以有多個(gè)master。但是，通過(guò)一些簡(jiǎn)單的組合，我們卻可以建立靈活而強(qiáng)大的復(fù)制體系結(jié)構(gòu)。

1.1、單一master和多slave

由一個(gè)master和一個(gè)slave組成復(fù)制系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的情況。Slave之間并不相互通信，只能與master進(jìn)行通信。

在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，MySQL復(fù)制90%以上都是一個(gè)Master復(fù)制到一個(gè)或者多個(gè)Slave的架構(gòu)模式，主要用于讀壓力比較大的應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)端廉價(jià)擴(kuò)展解決方案。因?yàn)橹灰狹aster和Slave的壓力不是太大(尤其是Slave端壓力)的話，異步復(fù)制的延時(shí)一般都很少很少。尤其是自從Slave端的復(fù)制方式改成兩個(gè)線程處理之后，更是減小了Slave端的延時(shí)問(wèn)題。而帶來(lái)的效益是，對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求不是特別Critical的應(yīng)用，只需要通過(guò)廉價(jià)的pcserver來(lái)擴(kuò)展Slave的數(shù)量，將讀壓力分散到多臺(tái)Slave的機(jī)器上面，即可通過(guò)分散單臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的讀壓力來(lái)解決數(shù)據(jù)庫(kù)端的讀性能瓶頸，畢竟在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中的讀壓力還是要比寫(xiě)壓力大很多。這在很大程度上解決了目前很多中小型網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)壓力瓶頸問(wèn)題，甚至有些大型網(wǎng)站也在使用類(lèi)似方案解決數(shù)據(jù)庫(kù)瓶頸。

如下：

如果寫(xiě)操作較少，而讀操作很時(shí)，可以采取這種結(jié)構(gòu)。你可以將讀操作分布到其它的slave，從而減小master的壓力。但是，當(dāng)slave增加到一定數(shù)量時(shí)，slave對(duì)master的負(fù)載以及網(wǎng)絡(luò)帶寬都會(huì)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

這種結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是，它卻非常靈活，足夠滿足大多數(shù)應(yīng)用需求。一些建議：

(1) 不同的slave扮演不同的作用(例如使用不同的索引，或者不同的存儲(chǔ)引擎);

(2) 用一個(gè)slave作為備用master，只進(jìn)行復(fù)制;

(3) 用一個(gè)遠(yuǎn)程的slave，用于災(zāi)難恢復(fù);

大家應(yīng)該都比較清楚，從一個(gè)Master節(jié)點(diǎn)可以復(fù)制出多個(gè)Slave節(jié)點(diǎn)，可能有人會(huì)想，那一個(gè)Slave節(jié)點(diǎn)是否可以從多個(gè)Master節(jié)點(diǎn)上面進(jìn)行復(fù)制呢?至少在目前來(lái)看，MySQL是做不到的，以后是否會(huì)支持就不清楚了。

MySQL不支持一個(gè)Slave節(jié)點(diǎn)從多個(gè)Master節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行復(fù)制的架構(gòu)，主要是為了避免沖突的問(wèn)題，防止多個(gè)數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)出現(xiàn)沖突，而造成***數(shù)據(jù)的不一致性。不過(guò)聽(tīng)說(shuō)已經(jīng)有人開(kāi)發(fā)了相關(guān)的patch，讓MySQL支持一個(gè)Slave節(jié)點(diǎn)從多個(gè)Master結(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)源來(lái)進(jìn)行復(fù)制，這也正是MySQL開(kāi)源的性質(zhì)所帶來(lái)的好處。

1.2、主動(dòng)模式的Master-Master(Master-Master in Active-Active Mode)

Master-Master復(fù)制的兩臺(tái)服務(wù)器，既是master，又是另一臺(tái)服務(wù)器的slave。這樣，任何一方所做的變更，都會(huì)通過(guò)復(fù)制應(yīng)用到另外一方的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

可能有些讀者朋友會(huì)有一個(gè)擔(dān)心，這樣搭建復(fù)制環(huán)境之后，難道不會(huì)造成兩臺(tái)MySQL之間的循環(huán)復(fù)制么?實(shí)際上MySQL自己早就想到了這一點(diǎn)，所以在MySQL的BinaryLog中記錄了當(dāng)前MySQL的server-id，而且這個(gè)參數(shù)也是我們搭建MySQLReplication的時(shí)候必須明確指定，而且Master和Slave的server-id參數(shù)值比需要不一致才能使MySQLReplication搭建成功。一旦有了server-id的值之后，MySQL就很容易判斷某個(gè)變更是從哪一個(gè)MySQLServer最初產(chǎn)生的，所以就很容易避免出現(xiàn)循環(huán)復(fù)制的情況。而且，如果我們不打開(kāi)記錄Slave的BinaryLog的選項(xiàng)(--log-slave-update)的時(shí)候，MySQL根本就不會(huì)記錄復(fù)制過(guò)程中的變更到BinaryLog中，就更不用擔(dān)心可能會(huì)出現(xiàn)循環(huán)復(fù)制的情形了。

如圖：

主動(dòng)的Master-Master復(fù)制有一些特殊的用處。例如，地理上分布的兩個(gè)部分都需要自己的可寫(xiě)的數(shù)據(jù)副本。這種結(jié)構(gòu)***的問(wèn)題就是更新沖突。假設(shè)一個(gè)表只有一行(一列)的數(shù)據(jù)，其值為1，如果兩個(gè)服務(wù)器分別同時(shí)執(zhí)行如下語(yǔ)句：

在***個(gè)服務(wù)器上執(zhí)行：

mysql> UPDATE tbl SET col=col + 1; 

在第二個(gè)服務(wù)器上執(zhí)行：

mysql> UPDATE tbl SET col=col * 2; 

那么結(jié)果是多少呢?一臺(tái)服務(wù)器是4，另一個(gè)服務(wù)器是3，但是，這并不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。

實(shí)際上，MySQL并不支持其它一些DBMS支持的多主服務(wù)器復(fù)制(Multimaster Replication)，這是MySQL的復(fù)制功能很大的一個(gè)限制(多主服務(wù)器的難點(diǎn)在于解決更新沖突)，但是，如果你實(shí)在有這種需求，你可以采用MySQL Cluster，以及將Cluster和Replication結(jié)合起來(lái)，可以建立強(qiáng)大的高性能的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。但是，可以通過(guò)其它一些方式來(lái)模擬這種多主服務(wù)器的復(fù)制。

1.3、主動(dòng)-被動(dòng)模式的Master-Master(Master-Master in Active-Passive Mode)

這是master-master結(jié)構(gòu)變化而來(lái)的，它避免了M-M的缺點(diǎn)，實(shí)際上，這是一種具有容錯(cuò)和高可用性的系統(tǒng)。它的不同點(diǎn)在于其中一個(gè)服務(wù)只能進(jìn)行只讀操作。如圖：

1.4 級(jí)聯(lián)復(fù)制架構(gòu) Master –Slaves - Slaves

在有些應(yīng)用場(chǎng)景中，可能讀寫(xiě)壓力差別比較大，讀壓力特別的大，一個(gè)Master可能需要上10臺(tái)甚至更多的Slave才能夠支撐注讀的壓力。這時(shí)候，Master就會(huì)比較吃力了，因?yàn)閮H僅連上來(lái)的SlaveIO線程就比較多了，這樣寫(xiě)的壓力稍微大一點(diǎn)的時(shí)候，Master端因?yàn)閺?fù)制就會(huì)消耗較多的資源，很容易造成復(fù)制的延時(shí)。

遇到這種情況如何解決呢?這時(shí)候我們就可以利用MySQL可以在Slave端記錄復(fù)制所產(chǎn)生變更的BinaryLog信息的功能，也就是打開(kāi)—log-slave-update選項(xiàng)。然后，通過(guò)二級(jí)(或者是更多級(jí)別)復(fù)制來(lái)減少M(fèi)aster端因?yàn)閺?fù)制所帶來(lái)的壓力。也就是說(shuō)，我們首先通過(guò)少數(shù)幾臺(tái)MySQL從Master來(lái)進(jìn)行復(fù)制，這幾臺(tái)機(jī)器我們姑且稱(chēng)之為***級(jí)Slave集群，然后其他的Slave再?gòu)?**級(jí)Slave集群來(lái)進(jìn)行復(fù)制。從***級(jí)Slave進(jìn)行復(fù)制的Slave，我稱(chēng)之為第二級(jí)Slave集群。如果有需要，我們可以繼續(xù)往下增加更多層次的復(fù)制。這樣，我們很容易就控制了每一臺(tái)MySQL上面所附屬Slave的數(shù)量。這種架構(gòu)我稱(chēng)之為Master-Slaves-Slaves架構(gòu)

這種多層級(jí)聯(lián)復(fù)制的架構(gòu)，很容易就解決了Master端因?yàn)楦綄賁lave太多而成為瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)。下圖展示了多層級(jí)聯(lián)復(fù)制的Replication架構(gòu)。

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當(dāng)然，如果條件允許，我更傾向于建議大家通過(guò)拆分成多個(gè)Replication集群來(lái)解決上述瓶頸問(wèn)題。

畢竟Slave并沒(méi)有減少寫(xiě)的量，所有Slave實(shí)際上仍然還是應(yīng)用了所有的數(shù)據(jù)變更操作，沒(méi)有減少任何寫(xiě)IO。相反，Slave越多，整個(gè)集群的寫(xiě)IO總量也就會(huì)越多，我們沒(méi)有非常明顯的感覺(jué)，僅僅只是因?yàn)榉稚⒌搅硕嗯_(tái)機(jī)器上面，所以不是很容易表現(xiàn)出來(lái)。

此外，增加復(fù)制的級(jí)聯(lián)層次，同一個(gè)變更傳到***層的Slave所需要經(jīng)過(guò)的MySQL也會(huì)更多，同樣可能造成延時(shí)較長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。

而如果我們通過(guò)分拆集群的方式來(lái)解決的話，可能就會(huì)要好很多了，當(dāng)然，分拆集群也需要更復(fù)雜的技術(shù)和更復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。

1.5、帶從服務(wù)器的Master-Master結(jié)構(gòu)(Master-Master with Slaves)

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是提供了冗余。在地理上分布的復(fù)制結(jié)構(gòu)，它不存在單一節(jié)點(diǎn)故障問(wèn)題，而且還可以將讀密集型的請(qǐng)求放到slave上。

級(jí)聯(lián)復(fù)制在一定程度上面確實(shí)解決了Master因?yàn)樗綄俚腟lave過(guò)多而成為瓶頸的問(wèn)題，但是他并不能解決人工維護(hù)和出現(xiàn)異常需要切換后可能存在重新搭建Replication的問(wèn)題。這樣就很自然的引申出了DualMaster與級(jí)聯(lián)復(fù)制結(jié)合的Replication架構(gòu)，我稱(chēng)之為Master-Master-Slaves架構(gòu)

和Master-Slaves-Slaves架構(gòu)相比，區(qū)別僅僅只是將***級(jí)Slave集群換成了一臺(tái)單獨(dú)的Master，作為備用Master，然后再?gòu)倪@個(gè)備用的Master進(jìn)行復(fù)制到一個(gè)Slave集群。

這種DualMaster與級(jí)聯(lián)復(fù)制結(jié)合的架構(gòu)，***的好處就是既可以避免主Master的寫(xiě)入操作不會(huì)受到Slave集群的復(fù)制所帶來(lái)的影響，同時(shí)主Master需要切換的時(shí)候也基本上不會(huì)出現(xiàn)重搭Replication的情況。但是，這個(gè)架構(gòu)也有一個(gè)弊端，那就是備用的Master有可能成為瓶頸，因?yàn)槿绻竺娴腟lave集群比較大的話，備用Master可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)多的SlaveIO線程請(qǐng)求而成為瓶頸。當(dāng)然，該備用Master不提供任何的讀服務(wù)的時(shí)候，瓶頸出現(xiàn)的可能性并不是特別高，如果出現(xiàn)瓶頸，也可以在備用Master后面再次進(jìn)行級(jí)聯(lián)復(fù)制，架設(shè)多層Slave集群。當(dāng)然，級(jí)聯(lián)復(fù)制的級(jí)別越多，Slave集群可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)延時(shí)也會(huì)更為明顯，所以考慮使用多層級(jí)聯(lián)復(fù)制之前，也需要評(píng)估數(shù)據(jù)延時(shí)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的影響。