MySQL主从数据库的同步延迟原理及解决方案

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MySQL主从数据库同步延迟问题

                        摘要： MySQL的主从同步是一个很成熟的架构，优点为：①在从云服务器可以执行查询工作(即我们常说的读功能)，降低主服务器压力;②在从主服务器进行备份，避免备份期间影响主服务器服务;③当主服务器出现问题时，可以切换到从服务器。 相信大家对于这些好处已经非常了解了，在项目的部署中也采用这种方案。但是MySQL...

MySQL的主从同步是一个很成熟的架构，优点为：①在从服务器可以执行查询工作(即我们常说的读功能)，降低主服务器压力;②在从主服务器进行备份，避免备份期间影响主服务器服务;③当主服务器出现问题时，可以切换到从服务器。

相信大家对于这些好处已经非常了解了，在项目的部署中也采用这种方案。但是MySQL的主从同步一直有从库延迟的问题，那么为什么会有这种问题。这种问题如何解决呢？

1. MySQL数据库主从同步延迟原理。

2. MySQL数据库主从同步延迟是怎么产生的。

3. MySQL数据库主从同步延迟解决方案。

1. MySQL数据库主从同步延迟原理。

答：谈到MySQL数据库主从同步延迟原理，得从mysql的数据库主从复制原理说起，mysql的主从复制都是单线程的操作，主库对所有DDL和 DML产生binlog，binlog是顺序写，所以效率很高，slave的Slave_IO_Running线程到主库取日志，效率很比较高，下一步， 问题来了，slave的Slave_SQL_Running线程将主库的DDL和DML操作在slave实施。DML和DDL的IO操作是随即的，不是顺 序的，成本高很多，还可能可slave上的其他查询产生lock争用，由于Slave_SQL_Running也是单线程的，所以一个DDL卡主了，需要 执行10分钟，那么所有之后的DDL会等待这个DDL执行完才会继续执行，这就导致了延时。有朋友会问：“主库上那个相同的DDL也需要执行10分，为什 么slave会延时？”，答案是master可以并发，Slave_SQL_Running线程却不可以。

2. MySQL数据库主从同步延迟是怎么产生的。

答：当主库的TPS并发较高时，产生的DDL数量超过slave一个sql线程所能承受的范围，那么延时就产生了，当然还有就是可能与slave的大型query语句产生了锁等待。

3. MySQL数据库主从同步延迟解决方案

答：最简单的减少slave同步延时的方案就是在架构上做优化，尽量让主库的DDL快速执行。还有就是主库是写，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，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。另外就是使用比主库更好的硬件设备作为slave。

mysql-5.6.3已经支持了多线程的主从复制。原理和丁奇的类似，丁奇的是以表做多线程，Oracle使用的是以数据库(schema)为单位做多线程，不同的库可以使用不同的复制线程。

基于局域网的master/slave机制在通常情况下已经可以满足'实时'备份的要求了。如果延迟比较大，就先确认以下几个因素： 
1. 网络延迟
2. master负载
3. slave负载
一般的做法是，使用多台slave来分摊读请求，再从这些slave中取一台专用的服务器，只作为备份用，不进行其他任何操作，就能相对最大限度地达到'实时'的要求了

slave_net_timeout单位为秒 默认设置为 3600秒

参数含义：当slave从主数据库读取log数据失败后，等待多久重新建立连接并获取数据

master-connect-retry单位为秒 默认设置为 60秒

参数含义：当重新建立主从连接时，如果连接建立失败，间隔多久后重试。

通常配置以上2个参数可以减少网络问题导致的主从数据同步延迟

判断主从延时，通常有两个方法：

1. Seconds_Behind_Master  vs  2. mk-heartbeat，下面具体说下两者在实现功能的差别。

可以通过监控show slave status\G命令输出的Seconds_Behind_Master参数的值来判断，是否有发生主从延时。
其值有这么几种：
NULL - 表示io_thread或是sql_thread有任何一个发生故障，也就是该线程的Running状态是No,而非Yes.
0 - 该值为零，是我们极为渴望看到的情况，表示主从复制良好，可以认为lag不存在。
正值 - 表示主从已经出现延时，数字越大表示从库落后主库越多。
负值 - 几乎很少见，只是听一些资深的DBA说见过，其实，这是一个BUG值，该参数是不支持负值的，也就是不应该出现。

Seconds_Behind_Master是通过比较sql_thread执行的event的timestamp和io_thread复制好的 event的timestamp(简写为ts)进行比较，而得到的这么一个差值。我们都知道的relay-log和主库的bin-log里面的内容完全一 样，在记录sql语句的同时会被记录上当时的ts，所以比较参考的值来自于binlog，其实主从没有必要与NTP进行同步，也就是说无需保证主从时钟的 一致。你也会发现，其实比较真正是发生在io_thread与sql_thread之间，而io_thread才真正与主库有关联，于是，问题就出来了， 当主库I/O负载很大或是网络阻塞，io_thread不能及时复制binlog（没有中断，也在复制），而sql_thread一直都能跟上 io_thread的脚本，这时Seconds_Behind_Master的值是0，也就是我们认为的无延时，但是，实际上不是，你懂得。这也就是为什 么大家要批判用这个参数来监控数据库是否发生延时不准的原因，但是这个值并不是总是不准，如果当io_thread与master网络很好的情况下，那么 该值也是很有价值的。（就好比：妈–儿子–媳妇的关系，妈与儿子亲人，媳妇和儿子也亲人，不见得媳妇与妈就很亲。开个玩笑:-）之前，提到 Seconds_Behind_Master这个参数会有负值出现，我们已经知道该值是io_thread的最近跟新的ts与sql_thread执行到 的ts差值，前者始终是大于后者的，唯一的肯能就是某个event的ts发生了错误，比之前的小了，那么当这种情况发生时，负值出现就成为可能。

方法2. mk-heartbeat，Maatkit万能工具包中的一个工具，被认为可以准确判断复制延时的方法。

mk-heartbeat的实现也是借助timestmp的比较实现的，它首先需要保证主从服务器必须要保持一致，通过与相同的一个NTP server同步时钟。它需要在主库上创建一个heartbeat的表，里面至少有id与ts两个字段，id为server_id，ts就是当前的时间戳 now()，该结构也会被复制到从库上，表建好以后，会在主库上以后台进程的模式去执行一行更新操作的命令，定期去向表中的插入数据，这个周期默认为1 秒，同时从库也会在后台执行一个监控命令，与主库保持一致的周期去比较，复制过来记录的ts值与主库上的同一条ts值，差值为0表示无延时，差值越大表示 延时的秒数越多。我们都知道复制是异步的ts不肯完全一致，所以该工具允许半秒的差距，在这之内的差异都可忽略认为无延时。这个工具就是通过实打实的复 制，巧妙的借用timestamp来检查延时，赞一个！

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