MySQL主从同步延迟原因与解决方案

专栏持续更新中：MySQL详解

一、MySQL数据库主从同步延迟产生的原因

MySQL的主从复制都是单线程的操作，主库对所有DDL和DML产生的日志写进binlog，由于binlog是顺序写，所以效率很高。

Slave的SQL Thread线程将主库的DDL和DML操作事件在slave中重放。DML和DDL的IO操作是随即的，不是顺序的，成本高很多。 另一方面，由于SQL Thread也是单线程的，当主库的并发较高时，产生的DML数量超过slave的SQL Thread所能处理的速度，或者当slave中有大型query语句产生了锁等待那么延时就产生了。

常见原因：Master负载过高、Slave负载过高、网络延迟、机器性能太低、MySQL配置不合理。

二、关于DDL和DML

SQL语言共分为以下几大类：查询语言DQL，控制语言DCL，操纵语言DML，定义语言DDL。事务控制TCL

• DQL（Data QUERY Languages）语句：即数据库定义语句，用来查询SELECT子句，FROM子句，WHERE子句组成的查询块，比如：select--from--where--grouop by--having--order by--limit
• DDL（Data Definition Languages）语句：即数据库定义语句，用来创建数据库中的表、索引、视图、存储过程、触发器等，常用的语句关键字有：CREATE,ALTER,DROP,TRUNCATE,COMMENT,RENAME。增删改表的结构
• DML（Data Manipulation Language）语句：即数据操纵语句，用来查询、添加、更新、删除等，常用的语句关键字有：SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,MERGE,CALL,EXPLAIN PLAN,LOCK TABLE,包括通用性的增删改查。增删改表的数据
• DCL（Data Control Language）语句：即数据控制语句，用于授权/撤销数据库及其字段的权限（DCL is short name of Data Control Language which includes commands such as GRANT and mostly concerned with rights, permissions and other controls of the database system.）。常用的语句关键字有：GRANT,REVOKE。
• TCL（Transaction Control Language）语句：事务控制语句，用于控制事务，常用的语句关键字有：COMMIT,ROLLBACK,SAVEPOINT,SET TRANSACTION。

三、主从延时排查方法

通过监控 show slave status 命令输出的Seconds_Behind_Master参数的值来判断：

• NULL，表示io_thread或是sql_thread有任何一个发生故障；
• 0，该值为零，表示主从复制良好；
• 正值，表示主从已经出现延时，数字越大表示从库延迟越严重

四、解决方案

解决数据丢失的问题：

• 半同步复制

  从MySQL5.5开始，MySQL已经支持半同步复制了，半同步复制介于异步复制和同步复制之间，主库在执行完事务后不立刻返回结果给客户端，需要等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回结果给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一个TCP/IP往返耗时的延迟。

• 主库配置sync_binlog=1，innodb_flush_log_at_trx_commit=1 sync_binlog的默认值是0，MySQL不会将binlog同步到磁盘，其值表示每写多少binlog同步一次磁盘。

  innodb_flush_log_at_trx_commit为1表示每一次事务提交或事务外的指令都需要把日志flush到磁盘。

注意:将以上两个值同时设置为1时，写入性能会受到一定限制，只有对数据安全性要求很高的场景才建议使用，比如涉及到钱的订单支付业务，而且系统I/O能力必须可以支撑！

3.1 解决从库复制延迟的问题：

• 架构方面

  1. 业务的持久化层的实现采用分库架构，mysql服务可平行扩展，分散压力。
  2. 单个库读写分离，一主多从，主写从读，分散压力。这样从库压力比主库高，保护主库。
  3. 服务的基础架构在业务和mysql之间加入memcache或者redis的cache层。降低mysql的读压力。
  4. 不同业务的mysql物理上放在不同机器，分散压力。
  5. 使用比主库更好的硬件设备作为slave，mysql压力小，延迟自然会变小。

• 硬件方面

  1. 采用好服务器，比如4u比2u性能明显好，2u比1u性能明显好。
  2. 存储用ssd或者盘阵或者san，提升随机写的性能。
  3. 主从间保证处在同一个交换机下面，并且是万兆环境。

总结，硬件强劲，延迟自然会变小。一句话，缩小延迟的解决方案就是花钱和花时间。

• mysql主从同步加速

  1. sync_binlog在slave端设置为0
  2. --logs-slave-updates 从服务器从主服务器接收到的更新不记入它的二进制日志。
  3. 直接禁用slave端的binlog
  4. .slave端，如果使用的存储引擎是innodb，innodb_flush_log_at_trx_commit =2

• 从文件系统本身属性角度优化

  master端修改linux、Unix文件系统中文件的etime属性， 由于每当读文件时OS都会将读取操作发生的时间回写到磁盘上，对于读操作频繁的数据库文件来说这是没必要的，只会增加磁盘系统的负担影响I/O性能。可以通过设置文件系统的mount属性，组织操作系统写atime信息，在linux上的操作为：打开/etc/fstab，加上noatime参数/dev/sdb1 /data reiserfs noatime 1 2然后重新mount文件系统#mount -oremount /data

• 同步参数调整主库是写，对数据安全性较高，比如sync_binlog=1，

  innodb_flush_log_at_trx_commit = 1 之类的设置是需要的而slave则不需要这么高的数据安全，完全可以讲sync_binlog设置为0或者关闭binlog，innodb_flushlog也可以设置为0来提高sql的执行效率

3.2 MySql数据库从库同步其他问题及解决方案

• mysql主从复制存在的问题：

  • 主库宕机后，数据可能丢失
  • 从库只有一个sql Thread，主库写压力大，复制很可能延时

• 解决方法：

  • 半同步复制---解决数据丢失的问题
  • 并行复制----解决从库复制延迟的问题

• 半同步复制mysql semi-sync（半同步复制）半同步复制：

  • 5.5集成到mysql，以插件的形式存在，需要单独安装
  • 确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
  • 不保证从库应用完这个事务的binlog
  • 性能有一定的降低，响应时间会更长
  • 网络异常或从库宕机，卡主主库，直到超时或从库恢复

• 主从复制--异步复制原理、半同步复制和并行复制原理比较