在 MySQL 部署架構(gòu)選型上，許多公司都會(huì)用到主從讀寫分離的架構(gòu)，如下是一個(gè)一主一從的架構(gòu)，主庫master負(fù)責(zé)寫入，從庫slave進(jìn)行讀取。

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但是既然是讀寫分離，必然會(huì)面臨這樣一個(gè)問題，當(dāng)在主庫上進(jìn)行更新后，有可能數(shù)據(jù)還沒來得及同步到從庫，但是這個(gè)時(shí)候又有讀數(shù)據(jù)的需求，為了能正確讀取出數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候就只有讀主庫了。但是這樣做增加了主庫的壓力，違反了我們做讀寫分離的初衷。所以這一節(jié)我們就來針對(duì)這種情況探討下，如何盡量的避免對(duì)主庫的壓力，盡量的從從庫讀取數(shù)據(jù)。

主從復(fù)制的原理

在探討解決方案前，我們先要對(duì)主從復(fù)制的原理有所了解，數(shù)據(jù)庫的操作都會(huì)記錄到binlog，如下圖所示，

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1，從數(shù)據(jù)庫(slave)會(huì)啟動(dòng)兩個(gè)線程io_thread 和sql_thread ，通過io_thread將自身與主數(shù)據(jù)庫(master)建立連接。

2，slave向master發(fā)出要同步的位置信息（包含同步的文件名和偏移量），表示需要從該位置發(fā)起同步。

3，主數(shù)據(jù)庫master 將位置點(diǎn)后的binlog發(fā)送給slave，  slave獲取到本地形成relay log(中轉(zhuǎn)日志)。

4， 接著通過sql_thread解析relay log，執(zhí)行sql。

從主從復(fù)制的過程可以看出，主從延遲時(shí)間是  在主庫master執(zhí)行sql的時(shí)間點(diǎn)到從庫通過解析relay log 執(zhí)行sql后的時(shí)間點(diǎn)之間的差值。如果應(yīng)用程序能夠在master寫入數(shù)據(jù)后等待這么一段時(shí)間，再去slave讀取，就能正確的讀取出來數(shù)據(jù)了。

但是這個(gè)時(shí)間差值是不確定的，究竟應(yīng)用程序需要等待多久才去讀取slave，就成了我們需要思考??的問題。

如何避免延遲期間的主從數(shù)據(jù)不一致

比起在寫入數(shù)據(jù)后讀取主庫或者寫入數(shù)據(jù)后sleep一段時(shí)間讀取從庫，我給出兩個(gè)我覺得比較靠譜點(diǎn)的方法。

判斷位點(diǎn)是否同步

第一種方法是通過等待slave  將master寫入數(shù)據(jù)后的 binlog的位點(diǎn)同步完成再對(duì)slave進(jìn)行讀取。

每次修改型sql的執(zhí)行會(huì)將master的binlog 的位點(diǎn)(日志偏移量)前移，如果在修改型sql執(zhí)行完成后，能夠獲取到master的binlog 位點(diǎn)，并且在客戶端阻塞等待slave同步該位點(diǎn)完畢，再從slave讀取就可以了。

MYSQL中提供了一個(gè)函數(shù)select master_pos_wait(file, pos[, timeout]) 用于在slave上執(zhí)行等待master節(jié)點(diǎn)上的位點(diǎn)同步完成，其中file，和pos是在master上的文件和位點(diǎn)，timeout 為了讓master_pos_wait 函數(shù)在timeout秒內(nèi)沒有返回，則會(huì)直接觸發(fā)超時(shí)返回。

返回結(jié)果解析，

• 返回結(jié)果正常情況下是一個(gè)大于0的整數(shù)，表示從pos位點(diǎn)開始完成了多少個(gè)事務(wù)。
• 如果直接返回結(jié)果0，則說明在執(zhí)行select master_pos_wait(file, pos[, timeout]) 時(shí)，位點(diǎn)已經(jīng)同步完成。
• 如果觸發(fā)超時(shí)則返回-1。
• 如果執(zhí)行期間slave發(fā)生錯(cuò)誤，則返回NULL。

所以，在判斷是否應(yīng)該在寫入數(shù)據(jù)后讀從庫的邏輯，我們可以這樣來寫，

1， 在master寫入數(shù)據(jù)后立馬執(zhí)行 show master status，可以獲取如下結(jié)果

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可以看到master的binlog文件名稱以及位點(diǎn)。

2， 在slave上執(zhí)行 select master_pos_wait('mysql-bin.232011',3129472,1);，如果1s內(nèi)沒有返回，則直接返回-1。

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3， 在上一步如果觸發(fā)超時(shí)返回返回-1，則直接讀取主庫，如果是>=0 的值，則直接讀取從庫。

這樣便能最大程度從從庫讀取數(shù)據(jù)。

判斷GTID 是否同步

接著，我們來看下第二種方式，其實(shí)第二種方式和通過位點(diǎn)的方式類似，不同的是slave判斷是否將數(shù)據(jù)同步完成的依據(jù)是看GTID的值。

什么是GTID值？

GTID 的全稱是 Global Transaction Identifier，全局事務(wù) ID，是一個(gè)事務(wù)在提交的時(shí)候生成的，是這個(gè)事務(wù)的唯一標(biāo)識(shí)。

MYSQL開啟 GTID 模式的方式是 在啟動(dòng)一個(gè) MySQL 實(shí)例的時(shí)候，加上參數(shù) gtid_mode=on 和 enforce_gtid_cnotallow=on 。

每個(gè)事務(wù)是和GTID 值一一對(duì)應(yīng)的，每個(gè)MYSQL實(shí)例會(huì)維護(hù)一個(gè)GTID 集合，來表示實(shí)例執(zhí)行過的事務(wù)。

在slave節(jié)點(diǎn)上，通過show slave status 可以看到 GTID集合，如下圖所示，

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• Auto_Positinotallow=1 ，表示這對(duì)主備關(guān)系使用了 GTID 協(xié)議。
• Retrieved_Gtid_Set，是備庫收到的所有日志的 GTID 集合。
• Executed_Gtid_Set，是備庫所有已經(jīng)執(zhí)行完成的 GTID 集合。

如果Executed_Gtid_Set 等于Retrieved_Gtid_Set 說明slave將從master那里獲取到的binlog全部執(zhí)行完畢。

在master節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 show master status，也能看到GTID集合，Executed_Gtid_Set 為master節(jié)點(diǎn)執(zhí)行過的GTID集合。如下圖所示，

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GTID 模式下判斷同步的步驟

在GTID 模式下，從庫slave從主庫master取binlog的邏輯將不再是直接告訴master 要取的文件和位點(diǎn)了，而是由slave將自身的GTID集合告訴master。

master再結(jié)合自身的GTID集合，找出在master中有但是在slave中沒有的GTID集合，然后從binlog中找到第一個(gè)不在GTID集合中的事務(wù)，從該事務(wù)的binlog位點(diǎn)開始，往后讀取binlog發(fā)送給slave。

MYSQL針對(duì)于GTID同樣提供 了一個(gè)函數(shù)select wait_for_executed_gtid_set(gtid_set, 1);  來讓slave去判斷對(duì)master執(zhí)行過的gtid_set 是否已經(jīng)同步完成。

wait_for_executed_gtid_set 函數(shù)的返回結(jié)果解析如下，

• 如果slave 執(zhí)行的事務(wù)中包含傳入的 gtid_set，返回 0。
• 如果等待1s后還沒同步完成，則返回1。

所以在GTID 模式下的，在判斷是否應(yīng)該在寫入數(shù)據(jù)后讀從庫的邏輯，我們可以這樣來寫，

1， 在master寫入數(shù)據(jù)后立馬執(zhí)行 show master status，可以獲取如下結(jié)果

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可以看到master的Executed_Gtid_Set的值。

2， 在slave上執(zhí)行

select wait_for_executed_gtid_set('76cd5ea1-c541-11ee-87ef-fa163eefe144:1-56382789,  
808d2fb8-687b-11ec-b8b9-fa163e410530:1-144078103,  
9081c19b-63de-11ed-9755-fa163eb8b97f:1-1093294115', 1);

，如果1s內(nèi)沒有返回，則直接返回1。

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3， 在上一步如果觸發(fā)超時(shí)即返回1，則直接讀取主庫，如果是=0 ，則直接讀取從庫。這樣便能最大程度從從庫讀取數(shù)據(jù)。