主要讲解Mysql各类日志、主从复制、读写分离、分库分表

运维篇

日志

错误日志

介绍

错误日志是mysql中最重要的日志之一，它记录了当mysql启动和停止时，以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时，建议先查看此日志

该日志默认开启，默认存放目录/var/log，默认的日志文件名为mysqld.log。查看日志位置：

show variables like '%log_error%';

二进制日志

介绍

二进制日志(binlog)记录了所有的DDL(数据定义语言)语句和DML(数据操纵语言)语句，但不包括数据查询(select,show)语句

作用

• 灾难时的数据恢复

• Mysql的主从复制，在mysql8中，默认二进制日志是开启的，涉及参数如下：

  show variables like '%log_bin%';
  

日志格式

Mysql服务器中提供了多种格式来记录二进制日志，具体格式及特点如下：

show variables like '%binlog_format%';

日志查看

由于日志是以二进制方式存储的，不能直接读取，需要通过二进制日志查看工具mysqlbinlog来查看，具体语法：

mysqlbinlog [参数选项] logfilename;

参数选项：

• -d 指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作
• -o 忽略掉日志中的前n行命令
• -v 将行事件(数据变更)重构为SQL语句
• -w 将行事件(数据变更)重构为SQL语句，并输出注释信息

日志删除

对于比较繁忙的业务系统，每天生成的binlog数据巨大，如果长时间不清除，将会占用大量磁盘空间，可以通过以下几种方式清理日志：

查看二进制日志过期时间，该配置项可在mysql配置文件中设置

show variables like '%binlog_expire%';

查询日志

介绍

查询日志中记录了客户端的所有操作语句，而二进制日志不包括查询数据的SQL语句。默认情况下，查询日志是未开启的。如果需要开启查询日志，可以如下配置：

# 查看是否开启
show variables like '%general%';

修改Mysql配置文件，添加如下：

# 开启查询日志
general_log=1
# 设置日志名
general_log_file=mysql_query.log

慢查询日志

介绍

慢查询日志记录了所有执行时间超过参数long_query_time设置值并且扫描记录数不小于min_examined_row_limit的所有的SQL语句的日志，默认未开启。long_query_time默认为10秒，最小为0，精度可以到微妙

# 慢查询日志
slow_query_log=1
# 执行时间参数
long_query_time=10

默认情况下，不会记录管理语句，也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以如下配置：

# 记录执行较慢的管理语句
log_slow_admin_statements=1
# 记录执行较慢的未使用索引的语句
log_queries_not_using_indexes=1

主从复制

概述

主从复制是指将主数据库的DDL和DML操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这些日志重新执行(也叫重做)，从而使得从库和主库的数据保持同步

Mysql支持一台主库同时向多台从库进行复制，从库同时也可以作为其他从数据库的主库，实现链状复制

作用

• 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务
• 实现读写分离，降低主库的访问压力
• 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务

原理

从上图来看，复制分三步：

• Master主库在事务提交时，会把数据变更记录在二进制日志文件binlog中
• 从库读取主库的二进制日志文件binlog，写入到从库的中继日志Relay log
• slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据

搭建

• 服务器准备

  准备两台服务器并安装mysql，关闭防火墙

  # 开放指定端口
  firewall-cmd --zone=public --add-port=3306/tcp -permanent
  firewall-cmd -reload
  
  # 关闭防火墙
  systemctl stop firewall
  systemctl disable firewall
  

• 主库配置

  1. 修改配置文件

     # mysql服务id，保证整个集群中唯一，取值范围1-2^32-1,默认为1
     server-id=1
     # 是否只读
     read-only=0
     # 忽略的数据库，指不需要同步的数据库
     binlog-ignore-db=db01(可忽略)
     # 指定同步的数据库
     binlog-do-db=db03(可忽略)
     

  2. 重启mysql服务器

     systemctl restart mysqld
     

  3. 登录mysql，创建远程连接的账号，并授予主从复制权限

     # 创建用户，并设置密码，用户可在任意主机连接服务
     create user 'xxxx'@'%' identified with mysql_native_password by 'xxxxx';
     # 为用户分配主从复制权限
     grant replication slave on *.* to 'xxxx'@'%';
     

  4. 通过指令，查看二进制日志坐标

     show master status;
     

     字段含义说明：

     • file:从哪个日志文件开始推送日志文件
     • position:从哪个位置开始推送日志
     • binlog_ignore_db:指定不需要同步的数据库

• 从库配置

  1. 修改配置文件

     # mysql服务id
     server-id=2
     # 是否只读
     read-only=1
     

  2. 重启mysql服务

  3. 登录mysql，设置主库配置

     # mysql8.0.23语法
     change replication source to source_host='xxx',source_user='xxx',source_password='xxx',source_log_file='xxx',source_log_pos='xxx';
     
     # 8.0.23之前语法
     change master to master_host='xxx',master_user='xxx',master_password='xxx',master_log_file='xxx',master_log_pos='xxx';
     
     # 参数依次为：主库IP、主库用户名、主库用户密码、binlog日志文件名、binlog日志位置(position)
     

  4. 开启同步操作

     # 8.0.22之后
     start replica;
     
     # 8.0.22之前
     start slave;
     

  5. 查看主从同步状态

     # 8.0.22之后
     show replica status;
     
     # 8.0.22之前
     start slave status;
     

分库分表

概述

数据库存储的性能瓶颈：

• IO瓶颈：热点数据太多，数据库缓存不足，产生大量的磁盘IO，效率极低。请求数据太多，带宽不够，网络IO瓶颈
• CPU瓶颈：排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会耗费大量的CPU资源，请求数太多，CPU出现瓶颈

分库分表的中心思想都是数据分散存储，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题，从而达到提升数据库性能的目的

拆分策略

• 垂直拆分

  • 垂直分库

    以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中

    特点：

    • 每个库的表结构都不一样
    • 每个库的数据也不一样
    • 所有库的并集是全量数据

  • 垂直分表

    以字段为依据，根据字段属性将不同字段拆分到不同表中

    特点：

    • 每个表的结构都不一样
    • 每个表的数据也不一样，一般通过一列(主键/外键)关联
    • 所有表的并集是全量数据

• 水平拆分

  • 水平分库

    以字段为依据，按照一定策略，将一个库的数据拆分到多个库中

    特点：

    • 每个库的表结构都一样
    • 每个库的数据都不一样
    • 所有库的并集是全量数据

  • 水平分表

    以字段为依据，按照一定策略，将一个表的数据拆分到多个表中

    特点：

    • 每个表的表结构都一样
    • 每个表的数据都不一样
    • 所有表的并集是全量数据

实现技术

• shardingJDBC：基于AOP原理，在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截，解析，改写，路由处理。需要自行编码配置实现，只支持java语言，性能较高
• Mycat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及前者

Mycat概述

介绍

Mycat是开源的、活跃的、基于java语言编写的mysql数据库中间件。可以向使用mysql样使用Mycat，对于开发人员来说根本感觉不到Mycat的存在

优势：

• 性能可靠稳定
• 强大的技术团队
• 体系完善
• 社区活跃

安装

• 下载

  地址：http://dl.mycat.org.cn

• 提前准备java环境、安装Mysql

• 下载后解压目录如下

  • bin：存放可执行文件，用于启停Mycat
  • conf：存放Mycat的配置文件
  • lib：存放Mycat的项目依赖包(jar)
  • logs：存放mycat的日志文件

windows参考:https://www.cnblogs.com/zuidongfeng/p/7793098.html

核心概念

Mycat入门

• 分片配置

• 启动服务

  切换到bin目录下

  # 启动
  mycat start
  # 停止
  mycat stop
  

  启动之后，占用端口号8066

• 登录mycat

  mysql -h xxx -P xxx -uxxx -pxxxx
  

  登录后用法与mysql类同

Mycat配置

schema.xml

schema.xml作为mycat中最重要的配置文件之一，涵盖了Mycat的逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点及数据源的配置

主要包含以下三组标签

• schema标签

  用于定义Mycat实例中的逻辑库，一个Mycat实例中，可以有多个逻辑库，可以通过schema标签来划分不同的逻辑库。Mycat逻辑库的概念，等同于Mysql中的database概念，需要操作某个逻辑库下的表时，也需要切换逻辑库(use xxx)

  核心属性：

  • name：指定自定义的逻辑库库名，使用时区分大小写
  • checkSQLschema：在SQL语句中操作时指定了数据库名称，执行时是否自动去除；true：自动去除，false：不自动去除
  • sqlMaxLimit：如果未指定limit进行查询，列表查询模式查询多少条记录

  table标签定义了Mycat中逻辑库schema下的逻辑表，所有需要拆分的表都需要在table标签中定义

  核心属性：

  • name：定义逻辑表名，在该逻辑库下唯一
  • dataNode：定义逻辑表所属的dataNode，该属性需要dataNode标签中的name对应；多个dataNode逗号隔开
  • rule：分盘规则的名字，分片规则名字是rule.xml中定义的
  • primaryKey：逻辑表对应真实表的主键
  • type：逻辑表的类型，目前逻辑表只有全局表和普通表，如果未配置，就是普通表，全局表配置为global

• dataNode标签

  定义了Mycat中的数据节点，也就是我们通常说的数据分片。一个dataNode标签就是一个独立的数据分片

  核心属性：

  • name：定义数据节点名称
  • dataHost：数据库实例主机名称，引用字dataHost标签中name属性
  • database：定义分片所属数据库

• dataHost标签

  该标签在Mycat逻辑库中作为底层标签存在，直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句

  核心属性：

  • name：唯一标识，供上层标签使用
  • maxCon/minCon：最大连接数/最小连接数
  • balance：负载均衡策略，取值0,1,2,3
  • writeType：写操作分发方式(0：写操作转发到第一个writeHost，第一个挂了切换至第二个；1：写操作随机分发到配置的writeHost)
  • dbDriver：数据库驱动，支持native，jdbc

rule.xml

定义所有拆分表的规则，在使用过程中可以灵活的使用分片算法，或者对同一个分片算法使用不同的参数，它让分片过程可配置化。主要包含两类标签：tableRule、Function

server.xml

包含了Mycat的系统配置信息，主要有两个重要标签：system、user

• system标签

  对应的系统配置项及其含义

• user标签
  

Mycat分片

垂直分库

根据表业务逻辑将多个表拆分到不同节点

• 全局表配置

  当业务需要连表查询时，而涉及的表不在同一节点，可以将多个业务都要用到的表设置为全局表，利于业务操作

  设置方法：

  在schema.xml中table标签下type属性设置为global，dataNode设置为落在每个节点上

水平拆分

分片规则

• 范围

  根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况，来决定该数据属于哪一个分片

  配置方式如下：

• 取模

  根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片

  配置方式如下：

• 一致性hash

  所谓一致性哈希，相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中，不会因为分区节点的增加而改变原来数据的分区位置

  配置方式如下：

  

• 枚举

  通过在配置文件中配置可能的枚举值，指定数据分布到不同数据节点上，本规则适用于按照省份、性别、状态拆分数据等业务

  配置方式如下：

  

• 应用指定

  运行阶段由应用自主决定路由到哪个分片，直接根据字符子串(必须是数字)计算分片号

  配置方式如下：

• 固定分片hash算法

  该算法类似于十进制的求模运算，但是为二进制的操作，例如，取id的二进制低10位与1111111111进行位&运算

  特点：

  • 如果是求模，连续的值，分别分配到各个不同的分片；但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片，降低事务处理的难度
  • 可以均匀分配，也可以非均匀分配
  • 分片字段必须是数字类型

  配置方式如下：

• 字符串hash解析

  截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出分片

  配置方式如下：

• 按(天)日期分片

  设置以N天为周期去循环放入各个节点，例，第一个10天放入node1，第二个10天放入node2…

  配置方式如下：

• 自然月

  使用场景为按照月份来分片，每个自然月为一个分片

  配置方式如下：

  

Mycat管理及监控

Mycat原理

Mycat管理

Mycat默认开通两个端口，可以在server.xml进行修改

• 8066数据访问端口，即进行DML和DDL操作

• 9066数据库管理端口，即mycat服务管理控制功能，用于管理mycat的整个集群状态

  mysql -h xxxx -P xxx -uxxx -pxxxx
  

  命令	含义
  show @@help	查看mycat管理工具帮助文档
  show @@version	查看mycat的版本
  reload @@config	更新加载mycat的配置文件
  show @@datasource	查看mycat的数据源信息
  show @@datanode	查看mycat现有的分片节点信息
  show @@threadpool	查看mycat的线程池信息
  show @@sql	查看执行的SQL
  show @@sql.sum	查看执行的SQL统计

Mycat-eye

• 介绍

  Mycat-web(Mycat-eye)是对mycat-server提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用。它通过JDBC连接对mycat、，mysql监控，监控远程服务器(目前仅限于Linux系统)的cpu、内存、网络、磁盘

  Mycat-eye运行过程中需要依赖Zookeeper ，因此需要先安装Zookeeper

• 安装

  • Zookeeper安装
  • Mycat-web安装

• 访问

  http://ip:port/mycat/

读写分离

概念

读写分离，简单地说是把对数据库的读和写操作分开，以对应不同的数据库服务器。主数据库提供写操作，从数据库提供读操作，这样能有效地减轻单台数据库的压力

通过Mycat即可轻易实现上述功能，不仅支持mysql还支持Oracle和SQL server

一主一从读写分离

Mycat控制后台数据库的读写分离和负载均衡有schema.xml文件dataHost标签和balance属性控制

配置如下：

balance取值：

主节点Master宕机之后，业务系统就只能够读，而不能写入数据了