MySQL数据库高可用架构设计：从单机到分布式：5种高可用架构，保障业务连续性

# 1. MySQL数据库高可用性的概述

MySQL数据库的高可用性是指数据库系统能够在发生故障或中断时，仍然能够提供不间断的服务。高可用性对于依赖数据库的应用程序至关重要，因为它可以确保数据可用性和业务连续性。

本章将概述MySQL数据库高可用性的概念，包括其重要性、实现方法和常见的高可用性架构。我们将深入探讨单机高可用性架构和分布式高可用性架构，并比较它们的优势和劣势。

# 2. 单机高可用架构

单机高可用架构是指在单台物理服务器上部署 MySQL 数据库，通过配置高可用性功能来实现数据库的高可用性。常用的单机高可用架构包括主从复制和半同步复制。

### 2.1 主从复制

#### 2.1.1 主从复制原理

主从复制是一种异步复制技术，它通过将一台 MySQL 数据库服务器（主库）上的数据复制到另一台或多台 MySQL 数据库服务器（从库）上来实现高可用性。主库负责处理所有写入操作，并将其写入的二进制日志（binlog）中。从库连接到主库，并从主库的 binlog 中读取二进制日志事件，然后在自己的数据库中重放这些事件，从而保持与主库的数据一致性。

主从复制的优点包括：

- **高可用性：**如果主库出现故障，从库可以立即接管，继续提供服务。
- **负载均衡：**从库可以分担主库的读写负载，从而提高数据库的性能。
- **数据备份：**从库可以作为主库数据的备份，在主库出现故障时，可以从从库恢复数据。

#### 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
log_bin=ON

# 设置二进制日志文件名和格式
binlog_format=ROW
binlog_file=mysql-bin

# 设置服务器 ID
server_id=1

**从库配置：**

# 设置服务器 ID，必须与主库不同
server_id=2

# 设置主库信息
master_host=192.168.1.100
master_user=repl
master_password=repl_password
master_port=3306

# 设置从库从主库读取二进制日志的位置
binlog_do_db=test
binlog_ignore_db=information_schema

配置完成后，使用以下命令启动主从复制：

# 在主库上
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.1.100', MASTER_USER='repl', MASTER_PASSWORD='repl_password', MASTER_PORT=3306;
START SLAVE;

### 2.2 半同步复制

#### 2.2.1 半同步复制原理

半同步复制是一种同步复制技术，它在主从复制的基础上增加了半同步机制。半同步复制要求从库在接收到主库的二进制日志事件后，必须向主库发送一个确认消息，主库只有在收到确认消息后才会提交该二进制日志事件。

半同步复制的优点包括：

- **更高的数据一致性：**半同步复制可以确保从库在主库提交二进制日志事件之前就已经接收到并处理了该事件，从而提高了数据一致性。
- **更快的故障恢复：**在主库出现故障时，半同步复制可以减少从库恢复所需的时间，因为从库已经接收并处理了大部分二进制日志事件。

#### 2.2.2 半同步复制配置与管理

要配置半同步复制，需要在主库和从库上进行以下操作：

**主库配置：**

# 启用半同步复制
rpl_semi_sync_master=ON

**从库配置：**

# 启用半同步复制
rpl_semi_sync_slave=ON

配置完成后，使用以下命令启动半同步复制：

# 在主库上
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.