MySQL数据库高可用架构设计：实现业务连续性的3大关键技术

# 1. MySQL数据库高可用性概述**

MySQL数据库的高可用性是指数据库系统能够持续提供服务，即使在发生故障或维护的情况下。高可用性对于确保业务连续性和数据完整性至关重要。

实现MySQL数据库的高可用性需要采用多项技术，包括复制、故障转移和读写分离。这些技术相互配合，形成一个冗余和弹性的系统，能够抵御各种故障场景。

在本章中，我们将概述MySQL数据库的高可用性概念，并介绍实现高可用性的关键技术。

# 2. 复制技术

复制技术是实现 MySQL 数据库高可用性的基础，它允许将数据从一个 MySQL 实例（称为主库）复制到另一个或多个 MySQL 实例（称为从库）。通过这种方式，当主库出现故障时，从库可以继续提供服务，从而保证业务的连续性。

### 2.1 主从复制

#### 2.1.1 主从复制原理

主从复制是一种单向的数据复制机制，其中主库将数据更改复制到从库。主库上的所有数据更改（如 INSERT、UPDATE、DELETE）都会通过二进制日志（binlog）记录下来。从库连接到主库，并从主库的二进制日志中读取这些更改，然后在自己的数据库中重放这些更改。

#### 2.1.2 主从复制配置与管理

要配置主从复制，需要在主库和从库上进行以下操作：

**主库配置：**

# 启用二进制日志记录
log_bin=ON

# 设置二进制日志文件名称前缀
binlog-do-db=test

**从库配置：**

# 指定主库的地址和端口
server-id=2
master-host=192.168.1.100
master-port=3306
master-user=repl
master-password=repl

# 设置从库的 IO 线程和 SQL 线程
io-thread=1
sql-thread=1

配置完成后，需要在从库上执行以下命令启动复制：

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.1.100', MASTER_USER='repl', MASTER_PASSWORD='repl', MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001', MASTER_LOG_POS=100;
START SLAVE;

### 2.2 多主复制

#### 2.2.1 多主复制原理

多主复制是一种特殊的复制技术，它允许多个 MySQL 实例同时作为主库，并相互复制数据更改。与主从复制不同，多主复制中不存在固定的主库和从库，每个实例都可以同时作为主库和从库。

#### 2.2.2 多主复制配置与管理

要配置多主复制，需要在每个参与的 MySQL 实例上进行以下操作：

# 启用二进制日志记录
log_bin=ON

# 设置二进制日志文件名称前缀
binlog-do-db=test

# 设置服务器 ID
server-id=1

# 指定其他参与多主复制的实例的地址和端口
slave_hosts=192.168.1.101:3306,192.168.1.102:3306

配置完成后，需要在每个实例上执行以下命令启动复制：

START SLAVE;

**示例：**

下表展示了主从复制和多主复制之间的差异：

| 特征 | 主从复制 | 多主复制 |
|---|---|---|
| 主库数量 | 1 | 多个 |
| 从库数量 | 多个 | 多个 |
| 数据流向 | 单向（主库到从库） | 双向（所有实例之间） |
| 故障转移 | 从库可以接管主库 | 任何实例都可以接管主库 |
| 复杂性 | 相对简单 | 相对复杂 |

# 3. 故障转移技术

故障转移技术是 MySQL 高可用架构中不可或缺的一部分，它能够在主数据库发生故障时自动将服务切换到备用数据库，从而保证业务的连续性。本章将介绍 MySQL 中两种常见的故障转移技术：半同步复制和自动故障转移。

### 3.1 半同步复制

#### 3.1.1 半同步复制原理

半同步复制是一种介于同步复制和异步复制之间的复制模式。在半同步复制中，主库在提交事务之前会等待至少一个备库收到并写入该事务的 binlog。这样一来，即使主库发生故障，备库也能立即接管服务，因为它们已经拥有了最新的数据。

#### 3.1.2 半同步复制配置与管理

要配置半同步复制，需要在主库和备库上进行以下设置：

# 主库配置
server-id=1
binlog-do-db=test
binlog-ignore-db=mysql
binlog_format=ROW
transaction-write-set-extraction=XXHASH64
transaction-write-set-extraction=OFF
slave-pending-jobs_size_max=33554432
slave-pending-jobs=ON
binlog-transaction-dependency-tracking=COMMIT_ORDER

# 备库配置
server-id=2
binlog-do-db=test
binlog-ignore-db=mysql
binlog_format=ROW
transaction-write-set-extraction=XXHASH64
transaction-write-set-extraction=OFF