深刻解析Mysql 主從同步延遲原理及解決方案

MySQL的主從同步是一個很成熟的架構，優勢爲：①在從服務器能夠執行查詢工做(即咱們常說的讀功能)，下降主服務器壓力;②在從主服務器進行備份，避免備份期間影響主服務器服務;③當主服務器出現問題時，能夠切換到從服務器。

相信你們對於這些好處已經很是瞭解了，在項目的部署中也採用這種方案。可是MySQL的主從同步一直有從庫延遲的問題，那麼爲何會有這種問題。這種問題如何解決呢？

1. MySQL數據庫主從同步延遲原理。

2. MySQL數據庫主從同步延遲是怎麼產生的。

3. MySQL數據庫主從同步延遲解決方案。

 

1. MySQL數據庫主從同步延遲原理。

答：談到MySQL數據庫主從同步延遲原理，得從mysql的數據庫主從複製原理提及，mysql的主從複製都是單線程的操做，主庫對全部DDL和 DML產生binlog，binlog是順序寫，因此效率很高，slave的Slave_IO_Running線程到主庫取日誌，效率很比較高，下一步， 問題來了，slave的Slave_SQL_Running線程將主庫的DDL和DML操做在slave實施。DML和DDL的IO操做是隨即的，不是順 序的，成本高不少，還可能可slave上的其餘查詢產生lock爭用，因爲Slave_SQL_Running也是單線程的，因此一個DDL卡主了，須要 執行10分鐘，那麼全部以後的DDL會等待這個DDL執行完纔會繼續執行，這就致使了延時。有朋友會問：「主庫上那個相同的DDL也須要執行10分，爲什 麼slave會延時？」，答案是master能夠併發，Slave_SQL_Running線程卻不能夠。

2. MySQL數據庫主從同步延遲是怎麼產生的。

答：當主庫的TPS併發較高時，產生的DDL數量超過slave一個sql線程所能承受的範圍，那麼延時就產生了，固然還有就是可能與slave的大型query語句產生了鎖等待。

3. MySQL數據庫主從同步延遲解決方案

答：最簡單的減小slave同步延時的方案就是在架構上作優化，儘可能讓主庫的DDL快速執行。還有就是主庫是寫，對數據安全性較高，好比 sync_binlog=1，innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 之類的設置，而slave則不須要這麼高的數據安全，徹底能夠講sync_binlog設置爲0或者關閉binlog，innodb_flushlog也 能夠設置爲0來提升sql的執行效率。另外就是使用比主庫更好的硬件設備做爲slave。

附加：

sync_binlog 配置說明：

sync_binlog」：這個參數是對於MySQL系統來講是相當重要的，他不只影響到Binlog對MySQL所帶來的性能損耗，並且還影響到MySQL中數據的完整性。對於「sync_binlog」參數的各類設置的說明以下：

sync_binlog=0，當事務提交以後，MySQL不作fsync之類的磁盤同步指令刷新binlog_cache中的信息到磁盤，而讓Filesystem自行決定何時來作同步，或者cache滿了以後才同步到磁盤。

sync_binlog=n，當每進行n次事務提交以後，MySQL將進行一次fsync之類的磁盤同步指令來將binlog_cache中的數據強制寫入磁盤。

在MySQL中系統默認的設置是sync_binlog=0，也就是不作任何強制性的磁盤刷新指令，這時候的性能是最好的，可是風險也是最大的。由於一旦系統Crash，在binlog_cache中的全部binlog信息都會被丟失。而當設置爲「1」的時候，是最安全可是性能損耗最大的設置。由於當設置爲1的時候，即便系統Crash，也最多丟失binlog_cache中未完成的一個事務，對實際數據沒有任何實質性影響。

從以往經驗和相關測試來看，對於高併發事務的系統來講，「sync_binlog」設置爲0和設置爲1的系統寫入性能差距可能高達5倍甚至更多。

innodb_flush_log_at_trx_commit 配置說明：

默認值1的意思是每一次事務提交或事務外的指令都須要把日誌寫入（flush）硬盤，這是很費時的。特別是使用電 池供電緩存（Battery backed up cache）時。設成2對於不少運用，特別是從MyISAM錶轉過來的是能夠的，它的意思是不寫入硬盤而是寫入系統緩存。日誌仍然會每秒flush到硬 盤，因此你通常不會丟失超過1-2秒的更新。設成0會更快一點，但安全方面比較差，即便MySQL掛了也可能會丟失事務的數據。而值2只會在整個操做系統 掛了時纔可能丟數據。 

 

 

mysql-5.6.3已經支持了多線程的主從複製。原理和丁奇的相似，丁奇的是以表作多線程，Oracle使用的是以數據庫(schema)爲單位作多線程，不一樣的庫可使用不一樣的複製線程。

 

基於局域網的master/slave機制在一般狀況下已經能夠知足'實時'備份的要求了。若是延遲比較大，就先確認如下幾個因素： 
1. 網絡延遲
2. master負載
3. slave負載
通常的作法是，使用多臺slave來分攤讀請求，再從這些slave中取一臺專用的服務器，只做爲備份用，不進行其餘任何操做，就能相對最大限度地達到'實時'的要求了

slave_net_timeout單位爲秒 默認設置爲 3600秒

參數含義：當slave從主數據庫讀取log數據失敗後，等待多久從新創建鏈接並獲取數據

master-connect-retry單位爲秒 默認設置爲 60秒

參數含義：當從新創建主從鏈接時，若是鏈接創建失敗，間隔多久後重試。

一般配置以上2個參數能夠減小網絡問題致使的主從數據同步延遲

 

判斷主從延時，一般有兩個方法：

1. Seconds_Behind_Master  vs  2. mk-heartbeat，下面具體說下二者在實現功能的差異。

能夠經過監控show slave status\G命令輸出的Seconds_Behind_Master參數的值來判斷，是否有發生主從延時。
其值有這麼幾種：
NULL - 表示io_thread或是sql_thread有任何一個發生故障，也就是該線程的Running狀態是No,而非Yes.
0 - 該值爲零，是咱們極爲渴望看到的狀況，表示主從複製良好，能夠認爲lag不存在。
正值 - 表示主從已經出現延時，數字越大表示從庫落後主庫越多。
負值 - 幾乎不多見，只是聽一些資深的DBA說見過，其實，這是一個BUG值，該參數是不支持負值的，也就是不該該出現。

Seconds_Behind_Master是經過比較sql_thread執行的event的timestamp和io_thread複製好的 event的timestamp(簡寫爲ts)進行比較，而獲得的這麼一個差值。咱們都知道的relay-log和主庫的bin-log裏面的內容徹底一 樣，在記錄sql語句的同時會被記錄上當時的ts，因此比較參考的值來自於binlog，其實主從沒有必要與NTP進行同步，也就是說無需保證主從時鐘的 一致。你也會發現，其實比較真正是發生在io_thread與sql_thread之間，而io_thread才真正與主庫有關聯，因而，問題就出來了， 當主庫I/O負載很大或是網絡阻塞，io_thread不能及時複製binlog（沒有中斷，也在複製），而sql_thread一直都能跟上 io_thread的腳本，這時Seconds_Behind_Master的值是0，也就是咱們認爲的無延時，可是，實際上不是，你懂得。這也就是爲什 麼你們要批判用這個參數來監控數據庫是否發生延時不許的緣由，可是這個值並非老是不許，若是當io_thread與master網絡很好的狀況下，那麼 該值也是頗有價值的。（就比如：媽–兒子–媳婦的關係，媽與兒子親人，媳婦和兒子也親人，不見得媳婦與媽就很親。開個玩笑:-）以前，提到 Seconds_Behind_Master這個參數會有負值出現，咱們已經知道該值是io_thread的最近跟新的ts與sql_thread執行到 的ts差值，前者始終是大於後者的，惟一的肯能就是某個event的ts發生了錯誤，比以前的小了，那麼當這種狀況發生時，負值出現就成爲可能。

方法2. mk-heartbeat，Maatkit萬能工具包中的一個工具，被認爲能夠準確判斷複製延時的方法。

mk-heartbeat的實現也是藉助timestmp的比較實現的，它首先須要保證主從服務器必需要保持一致，經過與相同的一個NTP server同步時鐘。它須要在主庫上建立一個heartbeat的表，裏面至少有id與ts兩個字段，id爲server_id，ts就是當前的時間戳 now()，該結構也會被複制到從庫上，表建好之後，會在主庫上之後臺進程的模式去執行一行更新操做的命令，按期去向表中的插入數據，這個週期默認爲1 秒，同時從庫也會在後臺執行一個監控命令，與主庫保持一致的週期去比較，複製過來記錄的ts值與主庫上的同一條ts值，差值爲0表示無延時，差值越大表示 延時的秒數越多。咱們都知道複製是異步的ts不願徹底一致，因此該工具容許半秒的差距，在這以內的差別均可忽略認爲無延時。這個工具就是經過實打實的復 制，巧妙的借用timestamp來檢查延時，贊一個！