MySQL主从复制深度解析：原理、架构与实战部署指南

news2025/6/5 6:39:26

一、主从复制核心原理

复制流程解析

MySQL主从复制本质是通过二进制日志(binlog)实现数据同步的异步复制机制：

写操作记录：主库执行写操作时，将变更记录到binlog
日志传输：主库的binlog dump线程将日志发送给从库
中继存储：从库I/O线程接收日志并写入relay log
数据重放：从库SQL线程解析relay log并执行SQL

核心组件解析

组件	作用	关键配置参数
Binlog	主库记录所有数据变更	`log-bin=mysql-bin`
Relay Log	从库暂存主库传输的日志	`relay-log=relay-bin`
I/O Thread	从库获取主库binlog的线程	自动管理
SQL Thread	从库执行relay log的线程	自动管理
Binlog Dump	主库向从库发送binlog的线程	每个从库对应一个线程

二、主流复制架构方案

1. 一主一从架构

适用场景：读写分离、备份容灾

特点：

简单易部署
Slave承担读负载
Master故障需手动切换

2. 一主多从架构

适用场景：读密集型应用

优势：

线性扩展读能力
多副本数据安全
负载均衡读请求

3. 多级复制架构

适用场景：大规模集群、跨机房部署

特点：

降低主库网络压力
支持异地容灾
数据延迟增加

4. 双主复制架构

适用场景：高可用要求高的系统

优势：

故障自动切换
维护不影响服务
无单点故障

三、主从搭建实战部署

环境准备（192.168.66.143/144）

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 禁用SELinux
setenforce 0

# 时间同步
ntpdate ntp.aliyun.com

主库配置（192.168.66.143）

1. 修改my.cnf

[mysqld]
server-id = 1
log-bin = /var/log/mysql/mysql-bin
binlog_format = ROW
expire_logs_days = 7

2. 创建复制账号

CREATE USER 'repl'@'192.168.66.%' IDENTIFIED BY 'SecurePass123!';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'192.168.66.%';
FLUSH PRIVILEGES;

3. 查看binlog状态

SHOW MASTER STATUS;

+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000003 |      785 |              |                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+

从库配置（192.168.66.144）

1. 修改my.cnf

[mysqld]
server-id = 2
relay-log = /var/lib/mysql/relay-bin
read_only = 1

2. 配置主从连接

CHANGE MASTER TO
  MASTER_HOST='192.168.66.143',
  MASTER_USER='repl',
  MASTER_PASSWORD='SecurePass123!',
  MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
  MASTER_LOG_POS=785;

3. 启动复制

START SLAVE;

4. 检查复制状态

SHOW SLAVE STATUS\G

关键指标检查：

Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
Seconds_Behind_Master: 0

四、生产环境优化建议

1. 参数调优

# 主库
sync_binlog = 1
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1

# 从库
slave_parallel_workers = 4
slave_preserve_commit_order = 1

2. 监控指标

# 实时监控延迟
mysql -e "SHOW SLAVE STATUS\G" | grep "Seconds_Behind_Master"

# 监控线程状态
watch -n 1 'mysql -e "SHOW PROCESSLIST" | grep -i "system user"'

3. 高可用方案

组件：

Keepalived：VIP漂移
MHA：自动故障转移
ProxySQL：读写分离

五、常见故障排查指南

问题1：复制中断（1062错误）

现象：

Last_Error: Could not execute Write_rows event on table db.users; 
Duplicate entry '1001' for key 'PRIMARY', Error_code: 1062;

解决方案：

STOP SLAVE;
SET GLOBAL sql_slave_skip_counter = 1;
START SLAVE;

问题2：主从不一致

修复步骤：

# 1. 主库导出数据
mysqldump --single-transaction --master-data=2 -A > full.sql

# 2. 从库重置复制
STOP SLAVE;
RESET SLAVE ALL;

# 3. 导入数据
mysql < full.sql

# 4. 重新配置复制
CHANGE MASTER TO ...;
START SLAVE;

问题3：认证插件错误

错误信息：

Authentication plugin 'caching_sha2_password' reported error

解决方案：

-- 主库执行
ALTER USER 'repl'@'192.168.66.%' 
IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'SecurePass123!';

六、主从复制限制与应对

限制类型	影响	解决方案
异步复制	数据丢失风险	半同步复制
单线程应用	大事务延迟	并行复制(MTS)
DDL锁表	主库锁定影响写入	pt-online-schema-change
MyISAM引擎	崩溃后数据不一致	全量InnoDB迁移
过滤规则复杂	配置错误导致数据缺失	全库复制+应用层过滤