#Linux数据库管理Day06：主从同步与MaxScale读写分离

一、MySQL主从同步基础概念

1. 主从同步作用

将一台MySQL数据库的数据变更操作，自动同步到一台或多台MySQL从库，拆分两类服务器角色：

Master（主服务器）：负责接收客户端读写访问，记录所有数据变更
Slave（从服务器）：自动拉取主库变更日志，重放SQL实现数据同步

2. 主从同步核心原理

Master端 ：开启binlog二进制日志，所有增删改、建库建表等写操作都会完整记录在binlog中；查询SELECT操作不会写入binlog。
Slave端双线程工作机制
- Slave_IO线程（IO线程）：远程连接Master，读取主库binlog日志内容，写入本机relay-log中继日志
- Slave_SQL线程（SQL线程）：读取本机relay-log中继日志，依次执行日志内SQL语句，最终和主库数据保持一致

注意！主从两个数据库一定要先保持一致（最好做一次完全备份）

3. 主流主从同步架构模式

一主一从：单主库搭配单从库，基础实验架构
一主多从：单主库，多台从库分担读请求（常用于备份极为重要的数据）
链式复制（级联复制）：主→从A→从B，从A同时充当下游从B的主库（此配置更加麻烦，需允许从A主机线程中的sql语句也要写入binlog文件。此方式应用较少）
互为主从（双主）：两台服务器互相作为对方的主、从，适合双活扩展场景

4. 通用搭建总步骤

Master主服务器操作流程

修改配置文件，开启binlog二进制日志、配置唯一server_id
创建专门用于主从同步的用户，授予REPLICATION SLAVE权限
全库备份现有数据，传输给从库，保证搭建前主从基础数据完全一致

Slave从服务器操作流程

修改配置文件，设置唯一server_id（从库可不开启binlog）
导入主库备份文件，完成数据还原（实现主从结构前保证服务器数据结构的统一）
执行CHANGE MASTER TO语句，绑定主库连接信息，搭建主从关系
启动START SLAVE同步进程，使用SHOW SLAVE STATUS \G校验同步状态

二、实操1：一主一从搭建

环境规划

主服务器Master：192.168.8.100
从服务器Slave1：192.168.8.101

1. Master主机完整操作

（1）安装并启动MySQL服务

bash 复制代码

[root@master ~]# dnf -y install mysql-server mysql
[root@master ~]# systemctl start mysqld
[root@master ~]# systemctl enable mysqld

（2）修改配置开启binlog、设置server_id

bash 复制代码

[root@master ~]# vim /etc/my.cnf.d/mysql-server.cnf
[mysqld]
server-id=100
log_bin=master

重启服务并校验日志文件生成：

bash 复制代码

[root@master ~]# systemctl restart mysqld
[root@master ~]# ls /var/lib/mysql/master.*
/var/lib/mysql/master.000001  /var/lib/mysql/master.index

（3）修改root初始密码

bash 复制代码

[root@master ~]# mysqladmin -uroot password '123qqq...A'

（4）master主服务器创建同步用户并授权

用户授权（用户slave1 ，密码为slavepwd，这个用户用于从服务器连接主服务器同步数据）
使用 mysql_native_password 插件验证该用户的密码
-**REPLICATION SLAVE **表示使用户拥有向主服务器复制的权限

sql 复制代码

mysql> CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED with mysql_native_password BY 'slavepwd';
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';

该用户只需要在主服务器创建，从服务器不需要

（5）查看主库binlog日志点位（搭建从库必须参数）

sql 复制代码

mysql> SHOW MASTER STATUS ;
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File          | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| master.000002 |      984 |              |                  |                   |
+---------------+----------+--------------+------------------+

记录File日志文件名、Position偏移量，后续从库绑定主库需要。

（6）全库备份并传输至从库

备份master主机上的数据并拷贝到从服务器

bash 复制代码

[root@master ~]# mysqldump -hlocalhost -uroot -p'123qqq...A' -A > ab1.sql
[root@master ~]# scp ab1.sql 192.168.8.101:/root

2. Slave1主机完整操作

（1）安装MySQL，配置唯一server_id

bash 复制代码

[root@slave1 ~]# dnf -y install mysql-server mysql
[root@slave1 ~]# vim /etc/my.cnf.d/mysql-server.cnf
[mysqld]
server_id=101

[root@slave1 ~]# systemctl restart mysqld

（2）设置root密码

bash 复制代码

[root@slave1 ~]# mysqladmin -uroot password '123qqq...A'

（3）还原主库备份数据

bash 复制代码

[root@slave1 ~]# mysql  -uroot -p'123qqq...A' <  /root/ab1.sql

（4）slave1绑定主库连接信息，启动同步

slave1指定主服务器信息：

sql 复制代码

#指定主服务器信息
#MASTER_HOST=                       指定主服务器的IP地址
#MASTER_USER=                       指定主服务器授权用户 
#MASTER_PASSWORD=                   指定授权用户的密码
#MASTER_LOG_FILE=                   指定主服务器binlog日志文件(到master上查看)
#MASTER_LOG_POS=                    指定主服务器binlog日志偏移量(去master上查看)

进行配置：

sql 复制代码

mysql> CHANGE MASTER TO
    -> MASTER_HOST="192.168.8.100",
    -> MASTER_USER="slave1",
    -> MASTER_PASSWORD="slavepwd",
    -> MASTER_LOG_FILE="master.000002",
    -> MASTER_LOG_POS=984;
-- 启动SLAVE进程
mysql> START SLAVE;
-- 查看主从同步状态
mysql> SHOW SLAVE STATUS \G

校验标准：Slave_IO_Running: Yes、Slave_SQL_Running: Yes，两项全为Yes代表同步正常。

若某一项写错，直接针对该项修改即可。

假设IP地址写错了，直接修改对应内容即可：mysql> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST="192.168.8.100"'(但注意需要先stop slave再进行修改，修改完再start slave)

3. 一主一从同步验证

Master创建数据库

sql 复制代码

mysql> CREATE DATABASE sre;

Slave查询确认库同步生成

sql 复制代码

mysql> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sre                |
| sys                |
+--------------------+

Master创建表、插入数据

sql 复制代码

mysql> CREATE TABLE sre.t1(id INT,name CHAR(10));
mysql> INSERT INTO sre.t1 VALUES(1,"Sam");
mysql> INSERT INTO sre.t1 VALUES(2,"Jack");

Slave查询校验数据同步

sql 复制代码

mysql> SELECT * FROM sre.t1;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | Sam  |
|    2 | Jack |
+------+

三、实操2：一主多从搭建

其实一主多从配置和一主一从完全一致，只是有以下几个差异点：

所有节点 server_id 不能重复；

从库越多，主库推送日志压力越大；

多从可做流量分层隔离，提升读负载与容灾能力。

环境新增从库Slave2：192.168.8.102

1. Master操作：重新全量备份

一主多从新增从库前，需要重新备份当前全量数据，同步给新从库：

bash 复制代码

[root@master ~]# mysqldump -uroot -p'123qqq...A' -A > ab2.sql
[root@master ~]# scp ab2.sql 192.168.8.102:/root

再次查看主库最新binlog点位：

sql 复制代码

mysql> SHOW MASTER STATUS;
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File          | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+---------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| master.000001 |     1599 |              |                  |                   |
+---------------+----------+--------------+------------------+

2. Slave2主机完整操作

不必重复创建授权用户，之前创建的授权用户可被多个从主机使用

（1）安装MySQL，配置独立server_id

bash 复制代码

[root@slave2 ~]# dnf -y install mysql-server mysql
[root@slave2 ~]# vim /etc/my.cnf.d/mysql-server.cnf
[mysqld]
server_id=102

[root@slave2 ~]# systemctl restart mysqld
[root@slave2 ~]# systemctl enable mysqld

（2）导入主库最新全量备份

bash 复制代码

[root@slave2 ~]# mysql  <  /root/ab2.sql

（3）绑定主库、启动同步

sql 复制代码

mysql> CHANGE MASTER TO
    -> MASTER_HOST="192.168.8.100",
    -> MASTER_USER="slave1",
    -> MASTER_PASSWORD="slavepwd",
    -> MASTER_LOG_FILE="master.000001",
    -> MASTER_LOG_POS=1599;

mysql> START SLAVE;
mysql> SHOW SLAVE STATUS \G

3. 一主多从同步验证

Master新增表并写入数据

sql 复制代码

mysql> CREATE TABLE sre.t2(id INT,name CHAR(10),male ENUM("male","female"));
mysql> INSERT INTO sre.t2 VALUES(1,"Sam","male");
mysql> INSERT INTO sre.t2 VALUES(2,"Janner","female");

Slave1校验数据

sql 复制代码

mysql> USE sre;
mysql> SHOW TABLES;
mysql> SELECT * FROM sre.t2;
+------+--------+--------+
| id   | name   | male   |
+------+--------+--------+
|    1 | Sam    | male   |
|    2 | Janner | female |
+------+--------+--------+

Slave2校验数据（和Slave1数据完全一致）

sql 复制代码

mysql> USE sre;
mysql> SHOW TABLES;
mysql> SELECT * FROM sre.t2;
+------+--------+--------+
| id   | name   | male   |
+------+--------+--------+
|    1 | Sam    | male   |
|    2 | Janner | female |
+------+--------+--------+

四、MySQL三大主从复制模式

复制模式定义：主库执行写操作后，何时给客户端返回执行结果，核心区分等待从库同步的逻辑。

1. 异步复制（MySQL默认模式）

流程：主库执行写入→写入binlog→立即返回客户端，不会等待任何从库同步完成，后台异步推送日志给从库。
优点：主库写入性能极高，无等待延迟
缺点：主从存在数据延迟；若主库宕机，未同步至从库的数据会永久丢失，数据一致性无保障

2. 全同步复制

流程：主库执行写入→推送binlog至所有从库，等待全部从库完成relay-log重放、确认同步完成后，才返回客户端结果。
优点：主从数据完全一致，无丢失风险
缺点：写入性能大幅下降，从库数量越多、网络越差，主库等待耗时越长

3. 半同步复制

流程：主库执行写入，等待至少一台从库接收binlog日志并确认后，就返回客户端，无需等待全部从库。
优点：兼顾性能与数据安全，至少一台从库保存完整变更日志
缺点：若唯一确认的从库故障，会导致等待时间变长

五、读写分离技术（MaxScale代理）

使用模板机克隆实验虚拟机（配置如下信息，配置IP地址信息，这里不再重复演示）
master和slave2继续沿用上方主从关系

1. MaxScale基础介绍

开发厂商：MariaDB（MySQL同源兄弟公司）
核心作用：数据库中间件代理，自动实现写请求转发主库、读请求转发从库，完成读写分离
安装包：maxscale-24.02.1-1.rhel.8.x86_64.rpm（点击自行下载）

主从进行读写分离之后，分别提供不同的服务，主提供写服务（如create，insert，delete等），从提供读服务（如select）

2. MaxScale完整部署流程

（1）MaxScale主机安装软件

bash 复制代码

[root@maxscale ~]# dnf -y localinstall maxscale-24.02.1-1.rhel.8.x86_64.rpm

（2）备份并修改核心配置文件

bash 复制代码

[root@maxscale ~]# cp /etc/maxscale.cnf  /etc/maxscale.cnf.bak
[root@maxscale ~]# vim /etc/maxscale.cnf

配置文件分段说明：

（需要修改配置的部分都加了注释）

ini 复制代码

...
 12 [maxscale]
 13 threads=auto
...
#指定要代理的数据库服务器，[server2]部分需要自己手工定义
 21 [server1]
 22 type=server
 23 address=192.168.8.100                   #指定主服务器地址
 24 port=3306
 25 [server2]
 26 type=server
 27 address=192.168.8.102                   #指定从服务器地址
 28 port=3306 
...
#指定监控用户maxscalemon，用于登录后端服务器，检查服务器的运行状态和主从状态
 47 [MariaDB-Monitor]
 48 type=monitor
 49 module=mariadbmon
 50 servers=server1,server2                 #上边的定义的主机
 51 user=maxscalemon                        #指定监控用户
 52 password=123qqq...A        ·             #指定监控用户的密码
 53 monitor_interval=2s
 ...
 86 #[Read-Only-Service]                    #只读服务不需要，这段全部注释
 87 #type=service
 88 #router=readconnroute
 89 #servers=server1
 90 #user=service_user
 91 #password=service_pw
 92 #router_options=slave
...
#定义读写分离服务器配置
 99 [Read-Write-Service]
100 type=service
101 router=readwritesplit
102 servers=server1,server2             #指定读写分离服务器  
103 user=maxscalerouter                  #指定路由用户
104 password=123qqq...A                 #指定路由用户密码           

...
#只读服务配置信息加上注释
118 #[Read-Only-Listener]
119 #type=listener
120 #service=Read-Only-Service
121 #protocol=mariadbprotocol
122 #port=4008
 ...
#读写分离配置信息，默认端口号为4006
124 [Read-Write-Listener]
125 type=listener
126 service=Read-Write-Service
127 protocol=mariadbprotocol
128 port=4006

监控用户（maxscalemon）：后台定时巡检所有后端数据库 ，检测节点是否存活、主从角色、同步是否正常，给读写路由提供状态判断依据，不处理业务 SQL

路由用户（maxscalerouter）：代理业务客户端转发所有业务 SQL ，将写请求路由到主库、读请求分发到从库，实际执行数据增删改查操作

（3）后端主、从库创建两类专用账号

根据/etc/maxscale.cnf配置要求，需要在master主机和slave主机授权用户
- maxscalemon用户，密码为123qqq...A
- maxscalerouter用户，密码为123qqq...A
- 创建监控用户maxscalemon，用于登录后端服务器，检查服务器的状态
- 创建路由用户maxscalerouter,检测客户端的用户名和密码在后端数据库中是否存在
- REPLICATION SLAVE：该权限能够同步数据，查看从服务器上slave的状态；
- REPLICATION CLIENT:该权限可以获取数据库服务的状态(数据库服务是否允许，主从是否正常，服务器是否存活)

监控用户：maxscalemon（监控账号）

权限需求：REPLICATION SLAVE、REPLICATION CLIENT，用于检测主从同步状态、服务在线状态

Master主机执行（因为之前做过主从同步，从库会自动同步账号，因此无需在从库重复操作）

sql 复制代码

mysql> CREATE USER 'maxscalemon'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123qqq...A';
mysql> GRANT REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'maxscalemon'@'%';

路由用户：maxscalerouter（路由校验账号）

权限需求：仅需要查询mysql系统库，校验客户端账号密码是否存在

sql 复制代码

mysql> CREATE USER 'maxscalerouter'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123qqq...A';
mysql> GRANT SELECT ON mysql.* TO 'maxscalerouter'@'%';

补充：若主从同步未生效，Slave2需要手动创建上述两个账号并授权。

（4）启动MaxScale服务

bash 复制代码

[root@maxscale ~]# systemctl restart maxscale
[root@maxscale ~]# systemctl enable maxscale
[root@maxscale ~]# ss -mtulp | grep :4006

3. 读写分离功能测试

（1）- master主机授权测试用户

sql 复制代码

[root@master ~]# mysql -uroot -p'123qqq...A'
mysql> CREATE USER 'sam'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123qqq...A';
mysql> GRANT ALL ON . TO 'sam'@'%';

（2）- maxscale充当客户端访问读写分离服务器

bash 复制代码

#安装mysql连接命令
[root@maxscale ~]# dnf -y install mysql                   
#注意使用P指定端口  
[root@maxscale ~]# mysql -h192.168.8.99 -P4006 -usam -p"123qqq...A"
mysql> CREATE DATABASE study;                               #创建study库
mysql> CREATE TABLE study.t1(id INT,name VARCHAR(20));      #创建表
mysql> INSERT INTO study.t1 VALUES(1,'tom');                #插入数据

分别在Master、Slave2查询，数据同步存在。

（3）验证查看数据

master主机验证查看数据

sql 复制代码

[root@master ~]# mysql -uroot -p'123qqq...A'
mysql> SELECT * FROM study.t1;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | tom  |
+------+------+

slave主机验证查看数据

bash 复制代码

[root@slave2 ~]# mysql -uroot -p''123qqq...A'
mysql> SELECT * FROM study.t1;
+------+------+
| id   | name |
+------+------+
|    1 | tom  |
+------+------+

（4）读操作分流验证（核心读写分离效果）

做了读写分离，所以如果配置成功，我们在从服务器插入jerry的数据，主服务器肯定没有jerry；此时我们在maxscale主机查询，能看到在从主机新插入的jerry数据，就能说明我们查看的数据来自于从服务器。

直接登录Slave2手动插入一条数据（仅从库本地存在，不会同步回主库）

sql 复制代码

mysql> INSERT INTO study.t1 VALUES(2,"jerry");

通过MaxScale代理执行查询，能查到Slave独有的jerry数据，证明SELECT读请求转发至从库：

sql 复制代码

mysql> SELECT * FROM study.t1;
+------+-------+
| id   | name  |
+------+-------+
|    1 | tom   |
|    2 | jerry |
+------+-------+

六、全文核心总结

MySQL主从同步依靠binlog+relay-log双日志、IO+SQL双线程实现数据复制，必须保证全库备份初始化主从数据、所有实例server_id唯一。
一主一从、一主多从是最常用生产架构，搭建核心命令：CHANGE MASTER TO、START SLAVE、SHOW SLAVE STATUS \G。
异步、半同步、全同步三种复制模式，性能与数据安全性成反比，默认异步复制。
MaxScale作为MariaDB官方中间件，监听4006端口自动完成读写分离，写流量走主库、读流量分发从库，部署需要监控账号与路由校验账号两套专用权限。
读写分离验证关键手段：手动单独写入从库独有数据，通过代理查询能读取即代表读请求分流从库，分离生效。