目录

1.概述

2.配置使用

2.1.master配置

2.2.slave配置

2.3.认主

2.4.确认认主结果

3.请求分发

3.1.概述

3.2.手动分发

3.2.1.原生JDBC

3.2.2.数据源

3.2.3.中间件


1.概述

在实际的数据密集型应用中,数据库层面往往呈现两个特点:

  • 单点数据库难以扛得住。
  • 读操作远远多于写操作。

综上所述我们可以使用多个数据库节点来组成集群的。采用主从结构来进行数据同步,多个slave节点向一个master节点拿数据。对数据库的写操作(insert)全在master上节点上进行,从而保证master的数据是全局最新最完整的,slave去master上拿数据进行数据同步,然后读操作就可以负载均衡的分发到不同的从节点上进行处理,这样就有效的减轻了数据库中单节点的压力。

以上说的方式就是MySQL的”主从复制”,它是MySql最常见的集群方式之一。

以下是MySQL主从复制的实现原理:

master将操作记录写到自己的二进制日志文件,salve开一个线程去读master的日志文件,将日志内容写到中继日志中,再照着中继日志,做一遍其中的事件。

2.配置使用

2.1.master配置

配置文件添加以下内容:

server-id=1 集群中每个server的server-id保持唯一性。

log-bin=mysql-bin 开启二进制日志文件,并将日志文件命名为mysql-bin

2.2.slave配置

配置文件添加以下内容:

server-id=2 集群中每个server的server-id保持唯一性。

log-bin=XXX 如果是扮演单独的从节点,而不扮演链式结构中其他节点的主节点,可以不配。

2.3.认主

注意:无论master还是slave,重启后都必须重新认主!

在master上使用

show master status;

可以查看到主节点的日志文件在集群中的名称以及分区号:

在从节点上进行认主操作:

change master to master_host=’192.168.1.100′,

master_user=’root’,master_password=’admin’,

master_log_file=’ mysql-bin.000001′,

master_log_pos= 154;

注意:从节点上配置认主的时候,master_user 和master_password所配置的账号必须要有复制权限,如果没有权限的话,需要额外进行权限分配。

分配方式:

在master上:

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO ‘用户名’@’%’;

FLUSH PRIVILEGES;

2.4.确认认主结果

认主操作完成后,可以在从节点上确认是否成功与master同步:

show slave status\G0;

会显示以下内容:

其中有两个进程:

  1. slave_io_running,负责与master通信,

    slave_sql_running,负责自己的sql。

两个进程都必须同时为yes才可以正常完成主从复制。

但是默认情况下一旦出现sql错误,slave_sql_running线程会直接阻塞,变为状态变为no。

通过在slave上配置遇见错误跳过,即可:

3.请求分发

3.1.概述

配置完主从复制后,还存在一个问题,就是业务层面怎么将请求区分出来分别进行转发,怎么将写请求分发到master节点、将读请求分发到slave节点。

方法有两种:

  • 手动分发
  • 使用中间件

手动分发,即手动将写操作分发到master节点上,读操作分发到slave节点上。

3.2.手动分发

3.2.1.原生JDBC

实际工程中原生JDBC很少会使用了,这里节约篇幅只说一下实现思想,不做展开。如果是使用原生JDBC的话,每个数据库节点准备一套对应的JDBC连接参数(url、username、password),读的时候进行一次负载均衡,先确定出写到哪个slave上去,然后用该slave对应的那套JDBC连参数去取connection就行了。

3.2.2.数据源

如果是使用了数据源的话,可以使用多数据源的方式来实现请求的分发。为master和slave分别准备数据源,将写操作、读操作分别放在不同的mapper,每个mapper用不同的数据源,将请求分发到不同的节点上去。

以下是spring boot+mybatis的示例:

配置多数据源:

# 主节点数据源配置
spring.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.master.jdbc-url=jdbc:mysql://master-host:3306/database
spring.datasource.master.username=username
spring.datasource.master.password=password

# 从节点数据源配置
spring.datasource.slave.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.slave.jdbc-url=jdbc:mysql://slave-host:3306/database
spring.datasource.slave.username=username
spring.datasource.slave.password=password

配置数据源和SqlSessionFactory:

@Configuration@MapperScan(basePackages = "com.example.mappers", sqlSessionTemplateRef = "masterSqlSessionTemplate")public class MasterDataSourceConfig {@Bean(name = "masterDataSource")@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.master")public DataSource masterDataSource() {return DataSourceBuilder.create().build();}@Bean(name = "masterSqlSessionFactory")public SqlSessionFactory masterSqlSessionFactory(@Qualifier("masterDataSource") DataSource dataSource) throws Exception {SqlSessionFactoryBean sessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();sessionFactoryBean.setDataSource(dataSource);// 其他配置项return sessionFactoryBean.getObject();}@Bean(name = "masterSqlSessionTemplate")public SqlSessionTemplate masterSqlSessionTemplate(@Qualifier("masterSqlSessionFactory") SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);}}@Configuration@MapperScan(basePackages = "com.example.mappers", sqlSessionTemplateRef = "slaveSqlSessionTemplate")public class SlaveDataSourceConfig {@Bean(name = "slaveDataSource")@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.slave")public DataSource slaveDataSource() {return DataSourceBuilder.create().build();}@Bean(name = "slaveSqlSessionFactory")public SqlSessionFactory slaveSqlSessionFactory(@Qualifier("slaveDataSource") DataSource dataSource) throws Exception {SqlSessionFactoryBean sessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();sessionFactoryBean.setDataSource(dataSource);// 其他配置项return sessionFactoryBean.getObject();}@Bean(name = "slaveSqlSessionTemplate")public SqlSessionTemplate slaveSqlSessionTemplate(@Qualifier("slaveSqlSessionFactory") SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);}}

在mapper上进行分发:

@Mapper@Qualifier("masterSqlSessionTemplate")public interface MasterMapper {// 主节点操作@Insert("XXXXX")int insertToMaster();}@Mapper@Qualifier("slaveSqlSessionTemplate")public interface SlaveMapper {// 从节点操作@Select("XXXX")List selectFromSlave();}

这里还是会存在一个问题就是没有充分利用到slave节点来进行负载均衡,我们可以改进一下:

首先实现自己的负载均衡策略:

public class LoadBalanceDataSource {private List sqlSessionTemplates;public LoadBalanceDataSource(List sqlSessionTemplates) {this.sqlSessionTemplates = sqlSessionTemplates;}public SqlSessionTemplate getReadSqlSessionTemplate() {// 根据负载均衡算法选择一个从节点int index = calculateIndex();return sqlSessionTemplates.get(index);}private int calculateIndex() {// 自定义负载均衡算法,例如轮询、随机等// 这里仅作示例,实际应根据具体情况选择适合的算法// ...}}

然后将这个策略实体托管给IOC:

@Configuration@MapperScan(basePackages = "com.example.mappers")public class MyDataSourceConfig {@Autowiredprivate List sqlSessionTemplates;@Beanpublic LoadBalanceDataSource loadBalanceDataSource() {return new LoadBalanceDataSource(sqlSessionTemplates);}}

然后,在需要的地方,注入:

@Servicepublic class MyService {@Autowiredprivate LoadBalanceDataSource loadBalanceDataSource;public void readOperation() {SqlSessionTemplate readSqlSessionTemplate = loadBalanceDataSource.getReadSqlSessionTemplate();// 使用readSqlSessionTemplate执行读操作// ...}}

3.2.3.中间件

前面手动分发的时候我们会发现一个问题,就是我们需要大量的代码去手写整个分发过程,而且需要我们去手动去写负载均衡算法,往往我们自己实现的负载均衡算法,效果不会很好。所以有没有开源组件可以帮我们实现请求分发的这个效果喃?其实有专门的这一类组件——数据库中间件。它们在client和数据库server间作为中间层,请求先走到它们上面,它们再对请求做二次处理,这种二次处理就提供了诸如:负载均衡、安全访问控制、故障转移、请求过滤等能力。

以下给出一个使用数据库中间件中最热门、应用最为广泛的proxy sql解决读写请求分发的示例:

1.安装ProxySQL:根据您的操作系统,从ProxySQL的官方网站下载并安装适当版本的ProxySQL。

2.配置ProxySQL:创建ProxySQL的配置文件,通常为proxysql.cnf,并根据您的环境进行配置。以下是一个示例配置文件的基本结构:

datadir="/var/lib/proxysql"admin_variables={admin_credentials="admin:admin"mysql_ifaces="0.0.0.0:6032"}mysql_variables={threads=4max_connections=2048default_query_delay=0default_query_timeout=36000000have_compress=truepoll_timeout=2000interfaces="0.0.0.0:6033;/path/to/mysql.sock"default_schema="information_schema"stacksize=1048576}mysql_servers =({ address = 'master_host', port = master_port, hostgroup = 1 },{ address = 'slave1_host', port = slave1_port, hostgroup = 2 },{ address = 'slave2_host', port = slave2_port, hostgroup = 2 },...)mysql_users =({ username = 'your_username', password = 'your_password', default_hostgroup = 1, active = 1 },)mysql_query_rules =({ rule_id = 1, match_pattern = "^SELECT.*FOR UPDATE", destination_hostgroup = 1 },{ rule_id = 2, match_pattern = ".*", destination_hostgroup = 2 },)

在上述配置中,·需要替换以下内容:

admin_credentials中的用户名和密码,用于访问ProxySQL的管理接口。

mysql_servers中的主节点和从节点的主机名(或IP地址)和端口号。

mysql_users中的用户名和密码,用于连接到MySQL数据库。

mysql_query_rules中的规则,用于指定不同类型的查询应该转发到哪个主机组。

3.启动ProxySQL:运行以下命令启动ProxySQL:

proxysql –initial -f -c /path/to/proxysql.cnf

4.配置应用程序连接:将应用程序的数据库连接配置更改为连接到ProxySQL的地址和端口号。例如,使用JDBC连接字符串:

jdbc:mysql://proxysql_host:proxysql_port/database_name

proxysql_hostproxysql_port替换为ProxySQL的主机名(或IP地址)和端口号,database_name替换为实际的数据库名称。