1. 前言

在現(xiàn)代分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)中，數(shù)據(jù)的高可用性和一致性是至關(guān)重要的。MySQL 作為最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之一，提供了多種機(jī)制來確保數(shù)據(jù)的高可用性和容錯性。其中，binlog（二進(jìn)制日志）和主從復(fù)制是實(shí)現(xiàn)高可用性和災(zāi)難恢復(fù)的重要技術(shù)。

在本篇文章中，我們將深入探討 MySQL binlog 的原理、配置以及如何通過 binlog 實(shí)現(xiàn)主從同步。無論你是 MySQL 新手，還是希望進(jìn)一步了解數(shù)據(jù)庫高可用性的開發(fā)人員，都可以從本文中獲得寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗和理論知識。

2. Binlog

Binlog（Binary Log，二進(jìn)制日志） 是 MySQL 用來記錄所有數(shù)據(jù)庫修改操作的日志文件，是Mysql server層去記錄，所以，不管是什么存儲引擎進(jìn)行的數(shù)據(jù)存儲，如果BinLog開啟，都會進(jìn)行記錄。

Binlog用途

1. 數(shù)據(jù)同步與主從復(fù)制：

在 MySQL 主從復(fù)制架構(gòu)中，主服務(wù)器將所有的數(shù)據(jù)庫變更操作記錄到 binlog 中，從服務(wù)器會讀取主服務(wù)器的 binlog 文件并將其應(yīng)用到本地數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時同步。

binlog 是主從復(fù)制的核心，通過它，MySQL 可以確保從服務(wù)器與主服務(wù)器保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。

2. 數(shù)據(jù)恢復(fù)：

• binlog 提供了基于時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)庫崩潰或誤操作時，管理員可以從最后的備份恢復(fù)數(shù)據(jù)，并通過 replay binlog 文件將其恢復(fù)到最新狀態(tài)。
• 這種方式比傳統(tǒng)的全備份方式更高效，可以更精確地恢復(fù)到某個特定時刻的數(shù)據(jù)。

Binlog配置

查詢Binlog配置命令

show variables like '%log_bin%';
show variables like '%binlog%';

比較重要的配置含義

log_bin -- 默認(rèn)on 開啟 可以對binlog進(jìn)行關(guān)閉
log_bin_basename -- bin文件前綴 默認(rèn)/var/lib/mysql/mysql-bin
log_bin_index -- bin文件索引 /var/lib/mysql/mysql-bin.index

binlog_cache_size -- binlog日志 事務(wù)緩存大小
binlog_encryption -- 內(nèi)容是否加密 我們的內(nèi)容為了安全性可能需要加密
binlog_format -- binlog格式
binlog_expire_logs_seconds -- 多久后binlog刪除 默認(rèn)2592000s也就是30天

BinLog格式

STATEMENT: 基于sql語句記錄，記錄的是語句，后續(xù)去執(zhí)行binLog的執(zhí)行語句。優(yōu)點(diǎn)是存儲空間小，但在某些情況下可能會出現(xiàn)與主庫不一致的情況，比如：

update order set pay_time = now() where id = 1;

大家想想，如果這條語句是11月1號執(zhí)行的，但是11月3號數(shù)據(jù)庫宕機(jī)需要恢復(fù)數(shù)據(jù)，那么pay_time就會有問題。

ROW: 基于行格式記錄，binLog記錄的是單個行是如何更改的，雖然這種方式會占用更多的存儲空間，但能確保主從數(shù)據(jù)的一致性。比如上面那個語句:

update order set pay_time = 168535465 where @1 = 1;  -- 168535465隨便寫的,不要糾結(jié)這個

MIXED: 混合模式，默認(rèn)是STATEMENT，在個別場景會切換成ROW模式

BinLog同步機(jī)制

BinLog也是先放到內(nèi)存再同步到磁盤的，這里可以聯(lián)想下redolog內(nèi)存與磁盤的方式

show variables like '%binlog_cache_size%'; -- 事務(wù)期間用于保存二進(jìn)制日志更改的內(nèi)存緩沖區(qū)的大小

show variables like '%sync_binlog%'; -- 同步方式

sync_binlog=0，不同步刷新到磁盤，交給操作系統(tǒng)去操作，斷電或者操作系統(tǒng)異常，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失

sync_binlog=1，能保證數(shù)據(jù)的一致性，每次提交都必須同步到磁盤，但是對性能有影響，默認(rèn)

sync_binlog=N, N默認(rèn)是1，最大4294967295，代表我達(dá)到N條binLog后，再同步到磁盤，能夠靈活的來設(shè)置數(shù)據(jù)的一致性與性能之間的平衡

3. 主從同步

流程圖:

圖片

必要條件:

• 確保有唯一的server_id在配置文件中配置

server-id=xx

或者使用sql語句配置

SET GLOBAL server_id=xx; -- 更改server_id

• 數(shù)據(jù)源(master)必須開啟bin_log

從庫創(chuàng)建流程

• master創(chuàng)建用戶
• 建立主從關(guān)系

CHANGE REPLICATION SOURCE TO
->  SOURCE_HOST='source_host_name', 
->  SOURCE_USER='replication_user_name',
->  SOURCE_PASSWORD='replication_password',
->  SOURCE_LOG_FILE='recorded_log_file_name',
->  SOURCE_LOG_POS=recorded_log_position; --我要從binlog的哪個位置開始同步

• 開啟主從同步

start replica; --開啟主從同步

• 更改從庫只讀

SHOW VARIABLES LIKE'%read_only%';
SET GLOBAL super_read_notallow=1; -- super賬號也只讀
SET GLOBAL read_notallow=1; -- 只讀

同步方式

• 異步同步：默認(rèn)方式，性能比較高，但是數(shù)據(jù)一致性低，會有數(shù)據(jù)丟失可能。
• 半同步：由于異步同步會存在一定的數(shù)據(jù)丟失，所以Mysql的主從復(fù)制有一個半同步的概念，所謂半同步，就是我的主必須等待數(shù)據(jù)至少有一個副本（具體數(shù)量可以進(jìn)行配置）接收并記錄了，才會允許提交事務(wù)。

4. 總結(jié)

MySQL 的 binlog（二進(jìn)制日志） 和 主從同步 是確保數(shù)據(jù)庫高可用性、可擴(kuò)展性和災(zāi)難恢復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)。通過 binlog，MySQL 記錄了所有數(shù)據(jù)修改操作，為主從復(fù)制提供了數(shù)據(jù)同步的基礎(chǔ)。主服務(wù)器的變更通過 binlog 被傳遞到從服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時同步，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性和容錯能力。

在配置 MySQL 主從復(fù)制時，理解和正確配置 binlog 是至關(guān)重要的。binlog 不僅是數(shù)據(jù)同步的核心，也是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和數(shù)據(jù)審計的重要工具。通過合適的配置（如設(shè)置 log_bin、server-id、read_only 等參數(shù)），可以確保主從同步的高效性和可靠性。

此外，雖然 binlog 和主從復(fù)制為 MySQL 提供了高可用性和災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ)，但在實(shí)際使用過程中，仍然需要關(guān)注復(fù)制延遲、網(wǎng)絡(luò)帶寬、負(fù)載均衡等因素的影響。對于復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，建議結(jié)合 GTID（全局事務(wù)標(biāo)識符） 和 semi-sync replication（半同步復(fù)制） 等技術(shù)來進(jìn)一步增強(qiáng)主從復(fù)制的健壯性和一致性。

總的來說，MySQL 的 binlog 和主從同步技術(shù)為我們提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)復(fù)制和恢復(fù)能力，是構(gòu)建高可用數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的基石。在日常使用中，掌握這些技術(shù)不僅能幫助我們實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)同步，還能為系統(tǒng)的擴(kuò)展性和容錯能力提供保障。