> ## Documentation Index > Fetch the complete documentation index at: https://amigoer.mintlify.app/llms.txt > Use this file to discover all available pages before exploring further. # MySQL 高可用架构 主从复制、读写分离、分库分表。 ## 主从复制 ### 原理 ``` ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ Master │ │ Slave │ │ ┌───────┐ │ ① binlog │ ┌───────┐ │ │ │ binlog│──┼────────────────→──┼──│IO线程 │ │ │ └───────┘ │ │ └───┬───┘ │ └─────────────┘ │ ↓ │ │ ┌───────┐ │ │ │relay │ │ │ │ log │ │ │ └───┬───┘ │ │ ↓ │ │ ┌───────┐ │ │ │SQL线程│ │ │ └───────┘ │ └─────────────┘ ``` **三步流程：** 1. Master 将数据变更写入 binlog 2. Slave 的 IO 线程读取 Master 的 binlog，写入 relay log 3. Slave 的 SQL 线程执行 relay log 中的事件 ### 配置步骤 **Master 配置** ```ini theme={null} # my.cnf [mysqld] server-id = 1 log-bin = mysql-bin binlog_format = ROW ``` ```sql theme={null} -- 创建复制用户 CREATE USER 'repl'@'%' IDENTIFIED BY 'password'; GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'%'; FLUSH PRIVILEGES; -- 查看 Master 状态 SHOW MASTER STATUS; ``` **Slave 配置** ```ini theme={null} # my.cnf [mysqld] server-id = 2 relay-log = mysql-relay read_only = 1 ``` ```sql theme={null} -- 配置主从关系 CHANGE MASTER TO MASTER_HOST = '192.168.1.100', MASTER_USER = 'repl', MASTER_PASSWORD = 'password', MASTER_LOG_FILE = 'mysql-bin.000001', MASTER_LOG_POS = 154; -- 启动复制 START SLAVE; -- 查看状态 SHOW SLAVE STATUS\G ``` ### 复制模式 | 模式 | 说明 | 特点 | | :-- | :------------------- | :-------- | | 异步 | 默认模式，Master 不等 Slave | 性能好，可能丢数据 | | 半同步 | 至少一个 Slave 确认 | 折中 | | 全同步 | 所有 Slave 确认 | 性能差，不推荐 | **半同步复制** ```sql theme={null} -- Master 安装插件 INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so'; SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled = 1; -- Slave 安装插件 INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so'; SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1; ``` ### 主从延迟 **原因：** * 从库机器性能差 * 大事务 * 从库压力大 **解决方案：** * 提升从库配置 * 拆分大事务 * 多个从库分担压力 * 并行复制 ```sql theme={null} -- 开启并行复制（MySQL 5.7+） SET GLOBAL slave_parallel_type = 'LOGICAL_CLOCK'; SET GLOBAL slave_parallel_workers = 8; ``` ## 读写分离 ### 原理 ``` ┌─────────────┐ │ 应用程序 │ └──────┬──────┘ │ ┌──────┴──────┐ │ 中间件 │ └──────┬──────┘ ┌────────────┼────────────┐ ↓ ↓ ↓ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ Master │ │ Slave1 │ │ Slave2 │ │ (写) │ │ (读) │ │ (读) │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ ``` ### 实现方式 | 方式 | 说明 | 代表产品 | | :-- | :---------------- | :-------------------- | | 代码层 | 在代码中判断读写 | 动态数据源 | | 中间件 | 独立代理层 | MyCat, ShardingSphere | | 驱动层 | MySQL Connector 层 | mysql-connector-j | ### 代码实现 ```java theme={null} // Spring Boot 动态数据源示例 @Configuration public class DataSourceConfig { @Bean public DataSource dynamicDataSource() { DynamicRoutingDataSource dataSource = new DynamicRoutingDataSource(); dataSource.setDefaultTargetDataSource(masterDataSource()); Map dataSources = new HashMap<>(); dataSources.put("master", masterDataSource()); dataSources.put("slave", slaveDataSource()); dataSource.setTargetDataSources(dataSources); return dataSource; } } // 使用注解切换 @Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface ReadOnly {} @Aspect @Component public class DataSourceAspect { @Before("@annotation(ReadOnly)") public void switchToSlave() { DynamicDataSourceContextHolder.set("slave"); } @After("@annotation(ReadOnly)") public void restore() { DynamicDataSourceContextHolder.clear(); } } ``` ### 注意事项 | 问题 | 解决方案 | | :---- | :------- | | 主从延迟 | 强制读主库、缓存 | | 事务问题 | 事务内全部走主库 | | 数据一致性 | 关键查询走主库 | ## 分库分表 ### 何时分库分表 | 指标 | 阈值 | | :---- | :-------------- | | 单表数据量 | > 500万 \~ 1000万 | | 单库数据量 | > 5000万 | | 并发连接数 | > 单库承受能力 | ### 拆分策略 **垂直拆分** 按业务拆分： ``` 用户库 订单库 商品库 ├── user ├── orders ├── product ├── user_ext ├── order_item ├── category └── address └── payment └── inventory ``` **水平拆分** 按规则拆分： ``` user_0 user_1 user_2 ├── id 0-999 ├── id 1000-1999├── id 2000-2999 ``` ### 分片策略 | 策略 | 说明 | 优缺点 | | :------ | :------ | :------ | | 范围分片 | 按 ID 范围 | 简单，热点问题 | | Hash 分片 | 按 ID 取模 | 均匀，扩容复杂 | | 时间分片 | 按时间 | 适合日志 | | 一致性Hash | 虚拟节点 | 扩容平滑 | ### ShardingSphere 示例 ```yaml theme={null} # application.yml spring: shardingsphere: datasource: names: ds0, ds1 ds0: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://localhost:3306/db0 username: root password: 123456 ds1: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://localhost:3306/db1 username: root password: 123456 rules: sharding: tables: user: actual-data-nodes: ds$->{0..1}.user_$->{0..1} database-strategy: standard: sharding-column: id sharding-algorithm-name: database-inline table-strategy: standard: sharding-column: id sharding-algorithm-name: table-inline sharding-algorithms: database-inline: type: INLINE props: algorithm-expression: ds$->{id % 2} table-inline: type: INLINE props: algorithm-expression: user_$->{id % 2} ``` ### 分库分表问题 | 问题 | 解决方案 | | :------ | :------------- | | 跨库 JOIN | 避免，或使用中间件 | | 跨库事务 | 分布式事务、最终一致性 | | 全局 ID | 雪花算法、UUID、号段模式 | | 跨库分页 | 归并排序、二次查询 | | 数据迁移 | 双写、增量同步 | ### 全局 ID 方案 | 方案 | 优点 | 缺点 | | :---- | :------- | :------- | | UUID | 简单 | 无序，索引效率低 | | 雪花算法 | 趋势递增，高性能 | 时钟回拨问题 | | 号段模式 | 数据库生成 | 依赖数据库 | | Redis | 高性能 | 依赖 Redis | **雪花算法结构** ``` 0 | 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 | 00000 | 00000 | 0000000000 00 |←───────────────── 41位时间戳 ────────────────→|←5位→|←5位→|←──── 12位序列号 ─→| 机器ID 数据中心 ``` ## 高可用方案 ### MHA（Master High Availability） ``` ┌─────────────┐ │ MHA Manager │ └──────┬──────┘ ┌─────────────┼─────────────┐ ↓ ↓ ↓ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ Master │ │ Slave1 │ │ Slave2 │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ ``` **功能：** * 自动故障转移 * 数据补偿（从宕机 Master 拉取 binlog） ### MGR（MySQL Group Replication） MySQL 官方的高可用方案，基于 Paxos 协议。 **模式：** * 单主模式：自动选主 * 多主模式：任意节点可写 ### 其他方案 | 方案 | 说明 | | :--------------- | :------------- | | Keepalived + VIP | 简单，故障切换慢 | | Orchestrator | GitHub 开源 | | Vitess | YouTube 开源，云原生 | | TiDB | 分布式 NewSQL |