MySQL主从复制包括异步模式、半同步模式、GTID模式以及多源复制模式，默认是异步模式 (如之前详细介绍的mysql主从复制)。所谓异步模式指的是MySQL 主服务器上I/O thread 线程将二进制日志写入binlog文件之后就返回客户端结果，不会考虑二进制日志是否完整传输到从服务器以及是否完整存放到从服务器上的relay日志中，这种模式一旦主服务(器)宕机，数据就可能会发生丢失。
异步模式是一种基于偏移量的主从复制，实现原理是：主库开启binlog功能并授权从库连接主库，从库通过change master得到主库的相关同步信息然后连接主库进行验证，主库IO线程根据从库slave线程的请求，从master.info开始记录的位置点向下开始取信息，同时把取到的位置点和最新的位置与binlog信息一同发给从库IO线程,从库将相关的sql语句存放在relay-log里面，最终从库的sql线程将relay-log里的sql语句应用到从库上，至此整个同步过程完成，之后将是无限重复上述过程。
设置MySQL主从同步一般步骤为: 1) 主数据库实例设置server-id和开启bin-log； 2) 主数据库实例创建用于同步的账号； 3) 从数据库实例设置server-id； 4) 从数据库实例配置同步参数(change master to .....)； 5) 从数据库实例启动同步开关。
这里顺便说下之前给过的一道面试题：描述msyql replication 机制的实现原理，如何在不停掉mysql主库的情况下，恢复数据不一致的slave的数据库节点？
MySQL的复制（replication）是一个异步的复制，从一个MySQL instace（称之为Master）复制到另一个MySQL instance（称之Slave）。实现整个复制操作主要由三个进程完成的，其中两个进程在Slave（Sql进程和IO进程），另外一个进程在Master（IO进程）上。简单来说，Mysql复制就是一种基于binlog的单线程异步复制过程！！
MySQL Replication复制的基本过程如下：
1) Slave上面的IO进程连接上Master，并请求从指定日志文件的指定位置（或者从最开始的日志）之后的日志内容
mysql> CHANGE MASTER TO
-> MASTER_HOST='master_host_name',
-> MASTER_USER='replication_user_name',
-> MASTER_PASSWORD='replication_password',
-> MASTER_LOG_FILE='recorded_log_file_name',
-> MASTER_LOG_POS=recorded_log_position;
2) Master接收到来自Slave的IO进程的请求后，通过负责复制的IO进程根据请求信息读取制定日志指定位置之后的日志信息，返回给Slave的IO进程。返回信息中除了日志所包含的信息之外，还包括本次返回的信息已经到Master端的bin-log文件的名称以及bin-log的位置；
3) Slave的IO进程接收到信息后，将接收到的日志内容依次添加到Slave端的relay-log文件的最末端，并将读取到的Master端的bin-log的文件名和位置记录到master-info文件中，以便在下一次读取的时候能够清楚的高速Maste “我需要从某个bin-log的哪个位置开始往后的日志内容，请发给我”!
4) Slave的Sql进程检测到relay-log中新增加了内容后，会马上解析relay-log的内容成为在Master端真实执行时候的那些可执行的内容，并在自身执行
上面提到的是mysql默认的异步同步模式，接下来重点说下Mysql半同步复制，从MySQL5.5开始，MySQL以插件的形式支持半同步复制。先来区别下mysql几个同步模式概念：
异步复制（Asynchronous replication）
MySQL默认的复制即是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从上，如果此时，强行将从提升为主，可能导致新主上的数据不完整。
全同步复制（Fully synchronous replication）
指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。
半同步复制（Semisynchronous replication）
介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。
下面来看看半同步复制的原理图：
半同步复制的潜在问题
客户端事务在存储引擎层提交后，在得到从库确认的过程中，主库宕机了，此时，可能的情况有两种
- 事务还没发送到从库上
此时，客户端会收到事务提交失败的信息，客户端会重新提交该事务到新的主上，当宕机的主库重新启动后，以从库的身份重新加入到该主从结构中，会发现，该事务在从库中被提交了两次，一次是之前作为主的时候，一次是被新主同步过来的。
- 事务已经发送到从库上
此时，从库已经收到并应用了该事务，但是客户端仍然会收到事务提交失败的信息，重新提交该事务到新的主上。
无数据丢失的半同步复制
针对上述潜在问题，MySQL 5.7引入了一种新的半同步方案：Loss-Less半同步复制。针对上面这个图，"Waiting Slave dump"被调整到"Storage Commit"之前。当然，之前的半同步方案同样支持，MySQL 5.7.2引入了一个新的参数进行控制: rpl_semi_sync_master_wait_point, 这个参数有两种取值：1) AFTER_SYNC , 这个是新的半同步方案，Waiting Slave dump在Storage Commit之前。2) AFTER_COMMIT, 这个是老的半同步方案。
半同步复制的安装部署条件
要想使用半同步复制，必须满足以下几个条件：
1）MySQL 5.5及以上版本！
2）变量have_dynamic_loading为YES （查看命令：show variables like "have_dynamic_loading";）
3） 异步复制已经存在！（即提前部署mysql主从复制环境）
- 首先加载插件
因用户需执行INSTALL PLUGIN, SET GLOBAL, STOP SLAVE和START SLAVE操作，所以用户需有SUPER权限。
主数据库执行:
mysql> INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
从数据库执行:
mysql> INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
- 查看插件是否加载成功的两种方式：
1) 方式一
mysql> show plugins; ........ | rpl_semi_sync_master | ACTIVE | REPLICATION | semisync_master.so | GPL |
2) 方式二
mysql> SELECT PLUGIN_NAME, PLUGIN_STATUS FROM INFORMATION_SCHEMA.PLUGINS WHERE PLUGIN_NAME LIKE '%semi%'; +----------------------+---------------+ | PLUGIN_NAME | PLUGIN_STATUS | +----------------------+---------------+ | rpl_semi_sync_master | ACTIVE | +----------------------+---------------+ 1 row in set (0.00 sec)
- 启动半同步复制
在安装完插件后，半同步复制默认是关闭的，这时需设置参数来开启半同步
主数据库执行:
mysql> SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled = 1;
从数据库执行:
mysql> SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled = 1;
以上的启动方式是在登录mysql后的命令行操作，也可写在my.cnf配置文件中。
主数据库的my.cnf配置文件中添加:
plugin-load=rpl_semi_sync_master=semisync_master.so rpl_semi_sync_master_enabled=1
从数据库的my.cnf配置文件中添加:
plugin-load=rpl_semi_sync_slave=semisync_slave.so rpl_semi_sync_slave_enabled=1
在个别高可用架构下，master和slave需同时启动，以便在切换后能继续使用半同步复制！即在主从数据库的my.cnf配置文件中都要添加:
plugin-load = "rpl_semi_sync_master=semisync_master.so;rpl_semi_sync_slave=semisync_slave.so" rpl-semi-sync-master-enabled = 1 rpl-semi-sync-slave-enabled = 1
- 重启从数据库上的IO线程
mysql> STOP SLAVE IO_THREAD; mysql> START SLAVE IO_THREAD;
特别注意: 如果没有重启，则默认的还是异步复制模式！，重启后，slave会在master上注册为半同步复制的slave角色。这时候，主的error.log中会打印如下信息:
2019-01-05T10:03:40.104327Z 5 [Note] While initializing dump thread for slave with UUID <ce9aaf22-5af6-11e6-850b-000c2988bad2>, found a zombie dump thread with the same UUID. Master is killing the zombie dump thread(4). 2019-01-05T10:03:40.111175Z 4 [Note] Stop asynchronous binlog_dump to slave (server_id: 2) 2019-01-05T10:03:40.119037Z 5 [Note] Start binlog_dump to master_thread_id(5) slave_server(2), pos(mysql-bin.000003, 621) 2019-01-05T10:03:40.119099Z 5 [Note] Start semi-sync binlog_dump to slave (server_id: 2), pos(mysql-bin.000003, 621)
- 查看半同步是否在运行
主数据库:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status'; +-----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_master_status | ON | +-----------------------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
从数据库:
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status'; +----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_slave_status | ON | +----------------------------+-------+ 1 row in set (0.20 sec)
这两个变量常用来监控主从是否运行在半同步复制模式下。至此，MySQL半同步复制环境就部署完成了！
需要注意下，其实Mysql半同步复制并不是严格意义上的半同步复制。当半同步复制发生超时时（由rpl_semi_sync_master_timeout参数控制，单位是毫秒，默认为10000，即10s），会暂时关闭半同步复制，转而使用异步复制。当master dump线程发送完一个事务的所有事件之后，如果在rpl_semi_sync_master_timeout内，收到了从库的响应，则主从又重新恢复为半同步复制。
mysql> show variables like "rpl_semi_sync_master_timeout"; +------------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +------------------------------+-------+ | rpl_semi_sync_master_timeout | 10000 | +------------------------------+-------+ 1 row in set (0.01 sec)
接下来可以测试下:
1) 主数据库 （从数据库在执行"stop slave"之前）
mysql> create database bobo; Query OK, 1 row affected (0.05 sec) mysql> create table bobo.ceshi(id int); Query OK, 0 row affected (0.28 sec) mysql> insert into bobo.ceshi values(1); Query OK, 1 row affected (0.09 sec)
2) 从数据执行"stop slave"
mysql> stop slave;
再观察主数据库
mysql> insert into bobo.ceshi values(2); Query OK, 1 row affected (10.01 sec) mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status'; +-----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_master_status | OFF | +-----------------------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
查看从数据库
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status'; +-----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_slave_status | OFF | +-----------------------------+-------+ 1 row in set (0.01 sec)
3) 接着再在从数据库执行"start slave"
mysql> start slave;
再观察主数据
mysql> insert into bobo.ceshi values(3); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_master_status'; +-----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_master_status | ON | +-----------------------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
查看从数据库
mysql> show status like 'Rpl_semi_sync_slave_status'; +-----------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_slave_status | ON | +-----------------------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
以上验证分为三个阶段:
1) 在Slave执行stop slave之前，主的insert操作很快就能返回。
2) 在Slave执行stop slave后，主的insert操作需要10.01s才返回，而这与rpl_semi_sync_master_timeout参数的时间相吻合。这时，查看两个状态的值，均为“OFF”了。同时，主的error.log中打印如下信息:
2019-01-05T11:51:49.855452Z 6 [Warning] Timeout waiting for reply of binlog (file: mysql-bin.000003, pos: 1447), semi-sync up to file mysql-bin.000003, position 1196. 2019-01-05T11:51:49.855742Z 6 [Note] Semi-sync replication switched OFF.
3) 在Slave执行start slave后，主的insert操作很快就能返回，此时，两个状态的值也变为“ON”了。同时，主的error.log中会打印如下信息:
2019-01-05T11:52:40.477098Z 7 [Note] Start binlog_dump to master_thread_id(7) slave_server(2), pos(mysql-bin.000003, 1196) 2019-01-05T11:52:40.477168Z 7 [Note] Start semi-sync binlog_dump to slave (server_id: 2), pos(mysql-bin.000003, 1196) 2019-01-05T11:52:40.523475Z 0 [Note] Semi-sync replication switched ON at (mysql-bin.000003, 1447)
其他变量说明
环境变量（show variables like '%Rpl%';）
mysql> show variables like '%Rpl%'; +-------------------------------------------+------------+ | Variable_name | Value | +-------------------------------------------+------------+ | rpl_semi_sync_master_enabled | ON | | rpl_semi_sync_master_timeout | 10000 | | rpl_semi_sync_master_trace_level | 32 | | rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count | 1 | | rpl_semi_sync_master_wait_no_slave | ON | | rpl_semi_sync_master_wait_point | AFTER_SYNC | | rpl_stop_slave_timeout | 31536000 | +-------------------------------------------+------------+ 7 rows in set (0.30 sec)
rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count
MySQL 5.7.3引入的，该变量设置主需要等待多少个slave应答，才能返回给客户端，默认为1。
rpl_semi_sync_master_wait_no_slave
ON
默认值，当状态变量Rpl_semi_sync_master_clients中的值小于rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count时，Rpl_semi_sync_master_status依旧显示为ON。
OFF
当状态变量Rpl_semi_sync_master_clients中的值于rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count时，Rpl_semi_sync_master_status立即显示为OFF，即异步复制。
简单来说，如果mysql架构是1主2从，2个从都采用了半同步复制，且设置的是rpl_semi_sync_master_wait_for_slave_count=2，如果其中一个挂掉了，对于rpl_semi_sync_master_wait_no_slave设置为ON的情况，此时显示的仍然是半同步复制，如果rpl_semi_sync_master_wait_no_slave设置为OFF，则会立刻变成异步复制。
状态变量（show status like '%Rpl_semi%';）
mysql> show status like '%Rpl_semi%'; +--------------------------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +--------------------------------------------+-------+ | Rpl_semi_sync_master_clients | 1 | | Rpl_semi_sync_master_net_avg_wait_time | 0 | | Rpl_semi_sync_master_net_wait_time | 0 | | Rpl_semi_sync_master_net_waits | 6 | | Rpl_semi_sync_master_no_times | 1 | | Rpl_semi_sync_master_no_tx | 1 | | Rpl_semi_sync_master_status | ON | | Rpl_semi_sync_master_timefunc_failures | 0 | | Rpl_semi_sync_master_tx_avg_wait_time | 1120 | | Rpl_semi_sync_master_tx_wait_time | 4483 | | Rpl_semi_sync_master_tx_waits | 4 | | Rpl_semi_sync_master_wait_pos_backtraverse | 0 | | Rpl_semi_sync_master_wait_sessions | 0 | | Rpl_semi_sync_master_yes_tx | 4 | +--------------------------------------------+-------+ 14 rows in set (0.00 sec)
Rpl_semi_sync_master_clients
当前半同步复制从的个数，如果是一主多从的架构，并不包含异步复制从的个数。
Rpl_semi_sync_master_no_tx
The number of commits that were not acknowledged successfully by a slave.
具体到上面的测试中，指的是insert into bobo.ceshi values(2)这个事务。
Rpl_semi_sync_master_yes_tx
The number of commits that were acknowledged successfully by a slave.
具体到上面的测试中，指的是以下四个事务:
mysql> create database bobo;
mysql> create table bobo.ceshi(id int);
mysql> insert into bobo.ceshi values(1);
mysql> insert into bobo.ceshi values(3);
简单总结：
1) 在一主多从的架构中，如果要开启半同步复制，并不要求所有的从都是半同步复制。
2) MySQL 5.7极大的提升了半同步复制的性能。
5.6版本的半同步复制，dump thread 承担了两份不同且又十分频繁的任务：传送binlog 给slave ，还需要等待slave反馈信息，而且这两个任务是串行的，dump thread 必须等待 slave 返回之后才会传送下一个 events 事务。dump thread 已然成为整个半同步提高性能的瓶颈。在高并发业务场景下，这样的机制会影响数据库整体的TPS 。
5.7版本的半同步复制中，独立出一个 ack collector thread ，专门用于接收slave 的反馈信息。这样master 上有两个线程独立工作，可以同时发送binlog 到slave ，和接收slave的反馈。