高性能MySQL復(fù)制與緩存的用法

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1. 復(fù)制解決的基本問題

   讓一臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)讓其他服務(wù)器保持同步，一臺主庫的數(shù)據(jù)可以同步到多臺備庫上，悲苦本身也可以被配置成另外一臺服務(wù)器的主庫。

   MySQL支持兩種復(fù)制方式：基于行的復(fù)制和基于語句的復(fù)制（邏輯復(fù)制）。這兩種都是在主庫上記錄二進制日志，在備庫重放日志的方式來實現(xiàn)異步的數(shù)據(jù)復(fù)制， 這說明同一時間主備庫存在不一致，并且無法保證主備之間的延遲。

2. 常見的復(fù)制用途

   數(shù)據(jù)分布：MySQL通常復(fù)制不會造成很大的貸款壓力，但基于行的復(fù)制會比基于語句的復(fù)制帶寬壓力大， 可以隨意停止或開始復(fù)制，并在不同的地理位置來分布數(shù)據(jù)備份，例如不同的數(shù)據(jù)中心， 即使在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，遠(yuǎn)程復(fù)制也可以工作，單位了低復(fù)制延遲，最好有一個穩(wěn)定的低延遲連接。

   負(fù)載均衡：將讀操作分布到多個服務(wù)器上，實現(xiàn)對讀密集型應(yīng)用的優(yōu)化

   備份：對備份來說，復(fù)制是一項很有意義的技術(shù)補充，但復(fù)制既不是備份也不能取代備份。

   高可用性和故障切換：幫助應(yīng)用程序避免MySQL單點失敗，一個包含復(fù)制的設(shè)計良好的故障切換系統(tǒng)能夠顯著地縮短宕機時間

   MySQL升級測試：使用一個更高版本的MySQL作為備庫，保證在升級全部實例之前。查詢能夠在備庫按照預(yù)期執(zhí)行。

3. 復(fù)制步驟

   主庫把數(shù)據(jù)更改記錄到二進制日志中

   在提交失誤完成數(shù)據(jù)更新前，主庫將數(shù)據(jù)更新的時間記錄到二進制日志中，按照事務(wù)提交的順序 而非每條語句的執(zhí)行順序來記錄二進制日志，在記錄之后，主庫會告訴存儲引擎可以提交事物了。

   備庫將主庫上的日志復(fù)制到自己的中繼日志中

   備庫讀取中繼日志中的時間，將其重放到備庫數(shù)據(jù)之上

4. 基于語句的復(fù)制

   主庫會記錄那些造成數(shù)據(jù)更改的查詢，當(dāng)悲苦讀取并重放這些事件時，實際上這只是把主庫上執(zhí)行過的SQL在執(zhí)行一遍

   優(yōu)勢：實現(xiàn)簡單，二進制日志里面的時間更加緊湊，不會使用太多帶寬

   劣勢：更新必須串行，需要更多的鎖，不是所有的引擎都支持這種復(fù)制模式，存在一些無法被正確復(fù)制的SQL， 存儲過程和觸發(fā)器在使用基于語句的復(fù)制模式時也可能存在問題

   基于行的復(fù)制

   將實際數(shù)據(jù)記錄在二進制日志中，可以正確復(fù)制每一行，一些語句可以被更有效的復(fù)制

5. 一主多備結(jié)構(gòu)

   為不同的角色使用不同的備庫比如 添加不同的所以或使用不同的存儲引擎

   把一臺備庫當(dāng)做代用的主庫，除了復(fù)制沒有其他數(shù)據(jù)傳輸

   將一臺備庫放到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，用作災(zāi)難恢復(fù)

   延遲一個或多個備庫，以備災(zāi)難恢復(fù)

   使用一個備庫作為備份、培訓(xùn)、開發(fā)、或者測試使用服務(wù)器

6. 主-被動模式服務(wù)器對稱設(shè)置

   確保兩臺服務(wù)器上有相同的數(shù)據(jù)

   啟用二進制日志，選擇唯一的服務(wù)器ID，并創(chuàng)建復(fù)制賬號

   啟用備庫更新的日志記錄

   把被動服務(wù)器配置成只讀，防止可能與主動服務(wù)器上的更新產(chǎn)生沖突

   啟動每個服務(wù)器的MySQL實例

   將每個主庫設(shè)置為對方的備庫，使用新建的二進制日志開始工作

   主動服務(wù)器上更新時：更新記錄到二進制日志中，通過復(fù)制傳遞給被動服務(wù)器的中繼日志中 被動服務(wù)器執(zhí)行查詢并將其記錄到自己的二進制日志中，由于事件的服務(wù)器ID與主動服務(wù)器的 相同，因此主動服務(wù)器忽略這些事件。

   這種類似于創(chuàng)建一個熱備份，但是可以使用這個備份來提高性能，比如執(zhí)行讀操作、備份、離線 維護升級等。但是不會獲得比單臺服務(wù)器更好的寫性能。

7. 擁有備庫的主-主結(jié)構(gòu)

   為每一個主庫增加一個備庫，增加了冗余，對于不同地理位置的復(fù)制拓?fù)?，能夠消除站點但電視系哦啊的問題 可以將讀查詢分配到備庫上

   主庫失效時，用備庫來代替主庫是可行的，也可以把備庫只想一個不同的主庫，但需要考慮增加的復(fù)雜度

8. 環(huán)形復(fù)制拓?fù)?/strong>

   每一個服務(wù)器都是他之前服務(wù)器的備庫，是他之后服務(wù)器的主庫

9. 主庫 分發(fā)主庫 備庫

   分發(fā)主庫實際上也是一個備庫，他的目的是提取和提供主庫的二進制日志 多個備庫連接到分發(fā)主庫，原來的主庫擺脫了負(fù)擔(dān)，為了避免在分發(fā)主庫上做實際的查詢， 可以將他的表修改為blackhole存儲引擎

   可以使用分發(fā)主庫實現(xiàn)對二進制日志時間執(zhí)行過濾和重寫規(guī)則，這個比在每個備庫上重復(fù)進行日志記錄、 重寫和過濾效率高得多

   在分發(fā)主庫上使用blackhole表，可以支持更多的備庫，雖然會在分發(fā)主庫上執(zhí)行查詢， 但其代價非常小，因為blackhole的表里面沒有任何數(shù)據(jù)，blackhole表的缺點是存在bug， 在某些情況下會忘記將自增的id寫入二進制日志

   使用分發(fā)主庫無法使用一個備庫來代替主庫，因為分發(fā)主庫的存在，導(dǎo)致各個備庫與原始主庫的二進制日志坐標(biāo)已經(jīng)不相同

10. 日志服務(wù)器

    mysqlbinlog：用來記錄mysql內(nèi)部增刪改查等對數(shù)據(jù)庫有更新的內(nèi)容的記錄，對數(shù)據(jù)庫的查詢select或show等不會被binlog記錄，主要用于數(shù)據(jù)庫的主從復(fù)制以及增量恢復(fù)

    復(fù)制作為應(yīng)用二進制日志的方法已經(jīng)被大量的用戶所測試，能夠證明是可行的的，mysqlbinlog可能無法正確生成二進制日志中的數(shù)據(jù)更新

    復(fù)制的速度更快，因為無需將語句從日志導(dǎo)出來并傳送給mysql

    很容易觀察到復(fù)制過程

    方便處理錯誤，例如可以跳過執(zhí)行失敗的語句

    方便過濾復(fù)制事件

    有時候mysqlbinlog會因為日志記錄格式更改無法讀取二進制日志

11. 緩存

    應(yīng)用層以下的緩存：MySQL服務(wù)器有自己的內(nèi)部緩存，也可以構(gòu)建自己的緩存和匯總表，緩存表比許多應(yīng)用層緩存更加持久，在服務(wù)器重啟之后他們還存在

    應(yīng)用層緩存：在同一臺機器的內(nèi)存中緩存數(shù)據(jù)，或者通過網(wǎng)絡(luò)存在另一臺機器的內(nèi)存中， 應(yīng)用層緩存可以節(jié)省獲取數(shù)據(jù)以及基于這些數(shù)據(jù)進行計算。但是緩存命中率低，并且可能使用更多的內(nèi)存。

    應(yīng)用緩存之本地緩存：小，只在進程處理請求期間存在于進程內(nèi)存中?？梢员苊鈱δ承┵Y源的重復(fù)請求

    應(yīng)用緩存之本地共享內(nèi)存緩存：中等大小，快速，難以在多臺機器間同步，對小型的半靜態(tài)位數(shù)據(jù)比較合適 ，但是訪問非常快，通常比任何遠(yuǎn)程緩存訪問都快

    應(yīng)用緩存之分布式內(nèi)存緩存：比本地共享內(nèi)存緩存大得多，增長容易，緩存中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)的每一個比特都只有一個副本，不會浪費內(nèi)存，也不會因為緩存創(chuàng)建的數(shù)據(jù)存在不同的地方而引入一致性問題。 非常適合存儲共享對象，但是演示高，最有效的方法是批量進行多個獲取操作，還要考慮怎么增加更多的節(jié)點， 以及某個節(jié)點崩潰了怎么處理，應(yīng)用程序必須決定在節(jié)點間怎么分布或充分不緩存對象

    應(yīng)用緩存之磁盤緩存：最好是持久性對象，很難全部存進內(nèi)存的對象或者金泰內(nèi)容

12. 緩存控制策略

    問題：重復(fù)數(shù)據(jù)，有多而地方需要更新數(shù)據(jù)，所以要避免督導(dǎo)臟數(shù)據(jù)

    TTL（time to live 存活時間）：緩存對象存儲是設(shè)置一個過期時間，可以通過清理進程在未達到過期時間后刪除對象， 或者留到下次訪問時再清理，對于數(shù)據(jù)很少變更或沒有新數(shù)據(jù)的情況，這是最好的失效策略。

    顯示失效：如果不能接受臟數(shù)據(jù)，那么在更新原始數(shù)據(jù)時同時使緩存失效

    寫——失效：標(biāo)記緩存數(shù)據(jù)已經(jīng)過期（是否清理緩存數(shù)據(jù)是可選的）。

    寫——更新：更新數(shù)據(jù)時替換掉緩存項

    讀時失效：采用對象版本控制

    緩存對象分層：分層緩存對象對檢索、失效和內(nèi)存利用都有幫助，相對于只緩存對象，也可以緩存對象的ID、對象的ID組等需要一起檢索的數(shù)據(jù)

    預(yù)生成內(nèi)容：在后臺預(yù)先請求一些頁面，并將結(jié)果存為靜態(tài)頁面。

    作為基礎(chǔ)組件的緩存

    使用handlerSocket 和memcached：handlerSocketto 剛剛一個簡單的協(xié)議訪問innodb handler 繞過上層的服務(wù)器層，通過網(wǎng)絡(luò)直接連接innodb引擎，通過memcached協(xié)議訪問innoDB

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