本文始發于：雲栖社群
時間：2020-06-01
原文連結：
https://yq.aliyun.com/articles/763185
1 引言
高可用是系統架構設計中必須考慮的因素之一，主要目标是消除基礎架構中的單點故障，通常表示為一個百分比，表示在給定時間段内特定系統或元件的正常運作時間，其中100％表示系統永不失效。而任何的單機系統因受限于軟硬體的限制，如硬體損壞、作業系統崩潰、軟體BUG、業務壓力過大等原因，都不可能保證系統100%可用。一旦出現此類問題，如何能快速恢複使用者業務，将影響程度減至最低，降低故障RTO（Recovery Time Objective，恢複時間目标）成為我們所要考慮的問題。
對于資料庫系統來說，比較通用的解決方案是将單機程式部署在多台主機上，組成一個叢集共同對外提供服務。在MySQL中，最常見的一種部署方式為主從複制，這種部署方式一方面滿足了故障恢複的場景，又能夠在一定程式上分擔主庫的壓力，做到了業務的讀寫分離。相較于Oracle的RAC（real application clusters，實時應用叢集）來講，一不需要共享存儲，二不需要記憶體同步，也無需VIP（Virtual IP Address，虛拟IP位址）。是以MySQL的主從部署更為便捷，實作原理也簡單。本文将對MySQL主從複制的實作原理進行介紹。
2 一主一從複制實作原理
在資料庫實作技術中，最基本的、必須要滿足的一個特性便是ACID，即事務的原子性（Atomicity）、一緻性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。為了實作ACID，MySQL引入了Binlog（二進制日志），資料庫中所有的DML、DDL語句都将記錄在Binlog當中。如使用者在主庫上執行了一條update語句，那麼在Binlog中便會記錄這條update語句，這樣就可以使用Binlog來進行執行個體間的資料同步，Binlog也成為MySQL主從複制的實作基礎，能夠達到增量資料同步的目的，具體實作原理如下圖所示。
圖1：MySQL一主一從複制實作原理圖
- 主庫所有的DML、DDL操作語句記錄到Binlog日志中。
- 從庫中的IO線程會實時捕獲主庫中Binlog的變化内容，并寫到從庫的中繼日志Relay log裡。Relay log會持久化到本地檔案中。
- 從庫中的SQL線程負責從Relay log日志裡取出Binlog内容，并把所有的語句按先後順序在從庫中執行一遍，這樣就實作了主從間資料的一緻性。
以上便是MySQL主從庫實作增量資料同步的步驟和原理。
3 一主一從部署
在實際部署過程中，需要先做全量資料的同步，保證從庫中存在與主庫相同的基礎資料，然後再進行增量同步。一般使用資料庫全庫的備份恢複來做主從間的全量同步，即先在主庫上做一次全量備份，然後把備份傳到從庫中進行全量恢複。這裡會有一個問題，主庫不會一直是靜止狀态，資料備份和恢複需要一定的時間，這個時間長短完全取決于資料量的大小以及主從間的傳輸帶寬，從庫執行完全量恢複後可能已經落後主庫一段時間，這段時間的增量資料就需要Binlog來追。是以在從庫上需要執行一個change master的指令來告訴從庫需要從哪個位置來同步主庫的Binlog日志，同時從庫上會啟動IO線程和SQL線程，IO線程從指定位置開始讀取Binlog，SQL線程用來回放日志。當從庫追平主庫時，便完成了主從部署和搭建。
以上便是MySQL基于Binlog進行主從複制的相關内容，不過這種機制是100%可靠的麼？會不會有例外情況？讀者可思考一下，
下期我們将繼續進行介紹。
後續内容
雲資料庫高可用——Series2：MySQL如何保證主從一緻作者：張西來
阿裡雲智能GTS-SRE團隊技術服務經理
曾就職于某國産資料庫廠商，有10多年資料庫技術支援工作經驗，精通多款資料庫産品，為國内多個大中銀行核心資料庫提供技術支援。目前就職于阿裡雲智能GTS-SRE團隊，負責雲資料庫的高效運維和管理工作。
我們是阿裡雲智能全球技術服務-SRE團隊，我們緻力成為一個以技術為基礎、面向服務、保障業務系統高可用的工程師團隊；提供專業、體系化的SRE服務，幫助廣大客戶更好地使用雲、基于雲建構更加穩定可靠的業務系統，提升業務穩定性。我們期望能夠分享更多幫助企業客戶上雲、用好雲，讓客戶雲上業務運作更加穩定可靠的技術，您可用釘釘掃描下方二維碼，加入阿裡雲SRE技術學院釘釘圈子，和更多雲上人交流關于雲平台的那些事。
