MySQL主从架构作用

在MySQL真正的生产环境中，他一定不是一个单机版的架构，因为单机版的MySQL一般仅能用于本地开发环境和测试环境，是绝对不可能运用于生产环境的。

实际生成环境中，MySQL必须搭建一套主从复制的架构，同时基于一些工具实现高可用架构，另外如果有需求，还需要基于一些中间件实现读写分离架构，最后如果数据量大，还必须实现分库分表架构。

MySQL的主从复制架构，这个主从复制架构，顾名思服务器，每台服务器上都得有一个MySQL，其中一个MySQL是master（主节点），另外一个MySQL是
slave（从节点）。然后系统平时连接到master节点写入数据，当然也可以从里面查询了，就跟用一个单机版的MySQL是一样的，但是master节点会把写入的数据自动复制到slave节点去，让slave节点可以跟master节点有一模一样的数据，如下图所示：

上图其实就是一个典型的MySQL的主从复制架构，那么做这个主从复制架构，意义在哪儿呢？其实这个架构用处是极为多的，一 一举例，首当其冲的一个需求就是高可用架构。

如果MySQL就单机部署，那么一旦它宕机了，岂不是你的数据库就完蛋了？数据库完蛋了，你的Java业务系统是不是也就完蛋了？所以说，真正生产架构里，MySQL必须得做高可用架构。

那么高可用架构怎么做呢？它的一个先决条件就是主从复制架构。必须得让主节点可以复制数据到从节点，保证主从数据是一致的，接着万一你的主节点宕机了，此时可以让你的Java业务系统连接到从节点上去执行SQL语句，写入数据和查询数据，因为主从数据是一致的，所以这是没问题的，如下图所示：

如果实现这样的一个效果，自然就实现了MySQL的高可用了，它单机宕机不影响你的Java业务系统的运行。但是也得注意，这里其实是没这么简单的，因为实际哪怕这套架构运用到生产环境，也是有大量的问题要解决的。

比如主从进行数据复制的时候，其实从节点通常都会落后一些，所以数据不完全一致。另外，主节点宕机后，要能自动切换从节点对外提供服务，这个也需要一些中间件的支持，也没那么容易。

如果做了这个MySQL主从复制架构之后，除了这个高可用之外，还有什么作用呢？其实这就得说到大名鼎鼎的读写分离架构了！这个读写分离架构，也是依赖于MySQL的主从复制架构的。

读写分离架构的意思就是，Java业务系统可以往主节点写入数据，但是从从节点去查询数据，把读写操作做一个分离，分离到两台MySQL服务器上去，一台服务器专门写入数据，然后复制数据到从节点，另外一台服务器专门查询数据，如下图所示：

可是好端端的，吃饱了没事儿，为什么要做读写分离呢？难道就为了好玩儿吗？当然不是了！因为假设MySQL单机服务器配置是8核16GB，然后每秒最多能抗4000读写请求，现在假设真实的业务负载已经达到了，每秒有2500写请求+2500读请求，也就是每秒5000读写请求了，那么如果都放一台MySQL服务器，能抗的住吗？

必然不行啊！所以此时如果可以利用主从复制架构，搭建起来读写分离架构，就可以让每秒2500写请求落到主节点那台服务器，2500读请求落到从节点那台服务器，用2台服务器来抗下每秒5000的读写请求，如下图所示：

接着现在问题来了，其它大部分Java业务系统都是读多写少，读请求远远多于写请求，那么接着发现随着系统日益发展，读请求越来越多，每秒可能有6000读请求了，此时一个从节点服务器也抗不下来啊，那怎么办呢？

简单！因为MySQL的主从复制架构，是支持一主多从的，所以此时可以再在一台服务器上部署一个从节点，去从主节点复制数据过来，此时就有2个从节点了，然后每秒6000读请求不就可以落到2个从节点上去了，每台服务器主要接受每秒3000的读请求，如下图：

如上图，Java业务系统每秒以2500的TPS写入主库，然后主库会复制数据到两个从库，接着每秒6000 QPS的读请求分散在两个从库上，一切似乎很完美，这就是主从复制架构的另外一个经典的应用场景，就是读写分离，通过读写分离，可以抗下很高的读请求。

而且在上述架构之下，还可以融合高可用架构进去，因为有多个从库，所以当主库宕机的时候，可以通过中间件把一个从库切换为主库，此时Java业务系统可以继续运行，在实现读写分离的场景下，还可以同时实现高可用。

不过其实一般在项目中，高可用架构是必须做的，但是读写分离架构并不是必须的，因为对于大多数公司来说，读请求QPS并没那么高，远远达不到每秒几千那么夸张，但是高可用你是必须得做的，因为你必须保证主库宕机后，有另外一个从库可以接管提供服务，避免Java业务系统中断运行。

除此之外，这个从库其实还有很多其它的应用场景，比如可以挂一个从库，专门用来跑一些报表SQL语句，那种SQL语句往往是上百行之多，运行要好几秒，所以可以专门给它一个从库来跑。也可以是专门部署一个从库，去进行数据同步之类的操作。

MySQL主从架构实现原理

• MySQL在执行增删改的时候会记录binlog日志，这个binlog日志里就记录了所有数据的增删改的操作。如下图：
  

• 然后从库上有一个IO线程，这个IO线程会负责跟主库建立一个TCP连接，接着请求主库传输binlog日志给自己，这个时候主库上有一个IO dump线程，就会负责通过这个TCP连接把binlog日志传输给主库的IO线程，如下图：
  

• 接着从库的IO线程会把读取到的binlog日志数据写入到自己的本地relay日志文件里去，然后从库上另外有一个SQL线程会读取relay日志里的内容，进行日志重做，把所有在主库执行过的增删改操作，在从库上做一遍，达到一个还原数据的过程。如下图：

总的来说，只要给主节点挂上一个从节点，从节点的IO线程就会跟主节点建立网络连接，然后请求主节点传输binlog日志，主节点的IO dump线程就负责传输binlog日志给从节点，从节点收到日志后就可以回放增删改操作恢复数据