讀寫分離

讀寫分離是一種常見的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，從字面上就很容易理解，就是數(shù)據(jù)的：“讀”、和“寫”分離。

如下圖所示：

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寫操作（包括：插入、更新和刪除操作...等等），由主數(shù)據(jù)庫(kù)（Master）處理。

而讀操作（包括：查詢...等操作），由從數(shù)據(jù)庫(kù)（Slave）處理。

這就是“讀寫分離”，通過將讀操作分散到多個(gè)從數(shù)據(jù)庫(kù)上，減少主數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載，從而，極大的提升整個(gè)系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。

讀寫分離實(shí)現(xiàn)原理

上面我們談了“讀寫分離”的價(jià)值，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用“讀多”和“寫少”的場(chǎng)景，比如：電商等典型業(yè)務(wù)是非常適用的。

知道了其重要性，下面我接著談：如何來(lái)實(shí)現(xiàn)”讀寫分離“？

讀寫分離的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，整體如下圖所示：

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從上圖可看出，讀寫分離是基于：“主從復(fù)制架構(gòu)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

• 主數(shù)據(jù)庫(kù)：負(fù)責(zé)處理所有的寫操作（比如：插入、更新、刪除...）。
• 從數(shù)據(jù)庫(kù)：通過復(fù)制機(jī)制從主數(shù)據(jù)庫(kù)獲取并應(yīng)用數(shù)據(jù)更改，處理所有的讀操作。

通過上面的講述，知道了實(shí)現(xiàn)機(jī)制依賴于“主從復(fù)制”。

所以，要掌握好讀寫分離的原理，還需要掌握“主從復(fù)制”的實(shí)現(xiàn)機(jī)制原理。

下面，我接著談@mikechen

我以MySQL的主從復(fù)制為例，整體架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如下圖所示：

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實(shí)現(xiàn)步驟，大致分為如下幾點(diǎn)：

第一步：主數(shù)據(jù)庫(kù)記錄二進(jìn)制日志（binlog）；

比如：當(dāng)主數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行寫操作，比如：INSERT、UPDATE、DELETE。。。等操作時(shí)，首先，這些操作會(huì)被記錄到二進(jìn)制日志中。

MySQL 二進(jìn)制日志（Binlog）：是 MySQL 服務(wù)器用來(lái)記錄所有更改數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)操作的日志文件，包括 DDL 語(yǔ)句和 DML 語(yǔ)句。

[mysqld]
log-bin=mysql-bin           # 啟用二進(jìn)制日志并指定日志文件前綴
server-id=1                 # 設(shè)置服務(wù)器唯一 ID
binlog-format=row           # 設(shè)置 Binlog 格式（row、statement、mixed）
expire-logs-days=7          # 自動(dòng)清除超過7天的 Binlog 文件
max_binlog_size=100M        # 單個(gè) Binlog 文件的最大大小

所有數(shù)據(jù)更改的詳細(xì)信息，都放在這個(gè)二進(jìn)制文件中，是主從復(fù)制的核心。

第二步：從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取二進(jìn)制日志（binlog）；

從數(shù)據(jù)庫(kù)通過I/O線程，連接到主數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取主數(shù)據(jù)庫(kù)的二進(jìn)制日志，并將其保存到本地的中繼日志（relay log）中。

大致流程：

• I/O線程啟動(dòng)：從數(shù)據(jù)庫(kù)上的I/O線程，使用專用的復(fù)制用戶連接到主數(shù)據(jù)庫(kù)；
• 讀取二進(jìn)制日志：I/O線程讀取主數(shù)據(jù)庫(kù)的二進(jìn)制日志，將其內(nèi)容寫入到從數(shù)據(jù)庫(kù)的中繼日志中；
• 日志同步：I/O線程不斷地從主數(shù)據(jù)庫(kù)讀取新的二進(jìn)制日志，并更新到中繼日志中。

第三步：從數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中繼日志（relay log）。

從數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL線程讀取中繼日志，并重放其中的寫操作，更新從數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

這樣，從數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)狀態(tài)就會(huì)逐步跟上主數(shù)據(jù)庫(kù)。

通過以上步驟，主從復(fù)制實(shí)現(xiàn)了主數(shù)據(jù)庫(kù)與從數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步，從而可以實(shí)現(xiàn)讀寫分離了。

讀寫分離總結(jié)

總之，讀寫分離是提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能和擴(kuò)展性的有效手段，通過將讀操作分散到多個(gè)從數(shù)據(jù)庫(kù)上，可以顯著提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力、和響應(yīng)速度。