Docker Compose搭建MySQL主从复制集群

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前言

随着应用业务数据不断的增大，应用的 响应速度不断下降，在检测过程中我们不难发现大多数的请求都是 查询操作。此时，我们可以将数据库扩展成 主从复制模式，将 读操作 和 写操作 分离开来，多台数据库 分摊请求，从而 减少单库 的 访问压力，进而应用得到优化。

正文

主从复制的方式

MySQL 5.6 开始主从复制有两种方式：基于日志（binlog）和 基于 GTID（全局事务标示符）。

本文只涉及基于日志 binlog 的 主从配置。

主从复制的流程

MySQL 同步操作通过 3 个线程实现，其基本步骤如下：

1. 主服务器 将数据的更新记录到 二进制日志（Binary log）中，用于记录二进制日志事件，这一步由 主库线程 完成；

2. 从库 将 主库 的 二进制日志 复制到本地的 中继日志（Relay log），这一步由 从库 I/O 线程 完成；

3. 从库 读取 中继日志 中的 事件，将其重放到数据中，这一步由 从库 SQL 线程 完成。

主从模式的优点

1. 负载均衡

通常情况下，会使用 主服务器 对数据进行 更新、删除 和 新建 等操作，而将 查询 工作落到 从库 头上。

2. 异地容灾备份

可以将主服务器上的数据同步到 异地从服务器 上，极大地提高了 数据安全性。

3. 高可用

数据库的复制功能实现了 主服务器 与 从服务器间 的数据同步，一旦主服务器出了 故障，从服务器立即担当起主服务器的角色，保障系统持续稳定运作。

4. 高扩展性

主从复制 模式支持 2 种扩展方式:

• scale-up

向上扩展或者 纵向扩展，主要是提供比现在服务器 性能更好 的服务器，比如 增加 CPU 和 内存 以及 磁盘阵列等，因为有多台服务器，所以可扩展性比单台更大。

• scale-out

向外扩展或者 横向扩展，是指增加 服务器数量 的扩展，这样主要能分散各个服务器的压力。

主从模式的缺点

1. 成本增加

搭建主从肯定会增加成本，毕竟一台服务器和两台服务器的成本完全不同，另外由于主从必须要开启 二进制日志，所以也会造成额外的 性能消耗。

2. 数据延迟

从库 从 主库 复制数据肯定是会有一定的 数据延迟 的。所以当刚插入就出现查询的情况，可能查询不出来。当然如果是插入者自己查询，那么可以直接从 主库 中查询出来，当然这个也是需要用代码来控制的。

3. 写入更慢

主从复制 主要是针对 读远大于写 或者对 数据备份实时性 要求较高的系统中。因为 主服务器 在写中需要更多操作，而且 只有一台 可以写入的 主库，所以写入的压力并不能被分散。

主从复制的前提条件

1. 主从服务器 操作系统版本 和 位数 一致。

2. 主数据库和从数据库的 版本 要一致。

3. 主数据库和从数据库中的 数据 要一致。

4. 主数据库 开启 二进制日志，主数据库和从数据库的 server_id 在局域网内必须 唯一。

具体配置

1. 环境准备

名称	版本号
Docker	18.03.1-ce
Docker Compose	1.21.1
MySQL	5.7.17

2. 配置docker-compose.yml

docker-compose.yml

version: '2'
services:
  mysql-master:
    build:
      context: ./
      dockerfile: master/Dockerfile
    environment:
      - "MYSQL_ROOT_PASSWORD=root"
      - "MYSQL_DATABASE=replicas_db"
    links:
      - mysql-slave
    ports:
      - "33065:3306"
    restart: always
    hostname: mysql-master
  mysql-slave:
    build:
      context: ./
      dockerfile: slave/Dockerfile
    environment:
      - "MYSQL_ROOT_PASSWORD=root"
      - "MYSQL_DATABASE=replicas_db"
    ports:
      - "33066:3306"
    restart: always
    hostname: mysql-slave

3. 主数据库配置

3.1. 配置Dockerfile

Dockerfile

FROM mysql:5.7.17
MAINTAINER harrison
ADD ./master/my.cnf /etc/mysql/my.cnf

3.2. 配置my.cnf文件

my.cnf

[mysqld]
## 设置server_id，一般设置为IP，注意要唯一
server_id=100  
## 复制过滤：也就是指定哪个数据库不用同步（mysql库一般不同步）
binlog-ignore-db=mysql  
## 开启二进制日志功能，可以随便取，最好有含义（关键就是这里了）
log-bin=replicas-mysql-bin  
## 为每个session分配的内存，在事务过程中用来存储二进制日志的缓存
binlog_cache_size=1M  
## 主从复制的格式（mixed,statement,row，默认格式是statement）
binlog_format=mixed  
## 二进制日志自动删除/过期的天数。默认值为0，表示不自动删除。
expire_logs_days=7  
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062

4. 从数据库配置

4.1. 配置Dockerfile

Dockerfile

FROM mysql:5.7.17
MAINTAINER harrison
ADD ./slave/my.cnf /etc/mysql/my.cnf

4.2. 配置my.cnf文件

[mysqld]
## 设置server_id，一般设置为IP，注意要唯一
server_id=101  
## 复制过滤：也就是指定哪个数据库不用同步（mysql库一般不同步）
binlog-ignore-db=mysql  
## 开启二进制日志功能，以备Slave作为其它Slave的Master时使用
log-bin=replicas-mysql-slave1-bin  
## 为每个session 分配的内存，在事务过程中用来存储二进制日志的缓存
binlog_cache_size=1M  
## 主从复制的格式（mixed,statement,row，默认格式是statement）
binlog_format=mixed  
## 二进制日志自动删除/过期的天数。默认值为0，表示不自动删除。
expire_logs_days=7  
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062  
## relay_log配置中继日志
relay_log=replicas-mysql-relay-bin  
## log_slave_updates表示slave将复制事件写进自己的二进制日志
log_slave_updates=1  
## 防止改变数据(除了特殊的线程)
read_only=1  

5. 创建容器

进入 docker 目录，运行 docker-compose 启动命令。

$ docker-compose up -d

如图所示，MySQL 主数据库 和 从数据库 的容器创建成功。

分别配置 主数据库 和 从数据库 的连接信息如下：

• 主数据库

• 从数据库



6. 配置从数据库

检查从库的起始状态

$ show master status;

如图所示，从数据库处于 未同步复制状态。

检查主库的状态

$ show master status;

记录 主数据库 binary-log 的 文件名称 和 数据同步起始位置。

• File: replicas-mysql-bin.000003
• Position: 154

从库配置主库信息

在 从数据库 上运行 主数据库 的相关配置 sql 进行主从关联

CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='mysql-master',
    MASTER_USER='root',
    MASTER_PASSWORD='root',
    MASTER_LOG_FILE='replicas-mysql-bin.000003',
    MASTER_LOG_POS=154;

重新启动 slave 服务

$ stop slave
$ start slave

进一步检查 从数据库 的状态信息，两者已经进行 数据同步 关联。

7. 创建目标表

在 主数据库 中创建一张测试数据表 course

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;

-- ----------------------------
-- Table structure for course
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `course`;
CREATE TABLE `course` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(20) NOT NULL,
  `lesson_period` double(5,0) DEFAULT NULL,
  `score` double(10,0) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

主数据库 和 从数据库 的 数据处于 同步状态，主从复制集群搭建完成。

MySQL的复制类型

基于语句的复制

主服务器上面执行的语句在从服务器上面再执行一遍，在 MySQL-3.23 版本以后支持。

问题：时间上可能不完全同步造成偏差，执行语句的用户也可能是不同一个用户。

基于行的复制

把主服务器上面改变后的内容直接复制过去，而不关心到底改变该内容是由哪条语句引发的，在 MySQL-5.0 版本以后引入。

问题：比如一个工资表中有一万个用户，我们把每个用户的工资+1000，那么基于行的复制则要复制一万行的内容，由此造成的开销比较大，而基于语句的复制仅仅一条语句就可以了。

混合类型的复制

MySQL 默认使用 基于语句的复制，当 基于语句的复制 会引发问题的时候就会使用 基于行的复制，MySQL 会自动进行选择。

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