MySQL - 运维

MySQL
mysql
发布日期:   2023-09-24
更新日期:   2023-10-02
文章字数:   5k
阅读时长:   18 分

日志

错误日志是MySQL中最重要的日志之一，它记录了当mysqld启动和停止时，以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关信息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时，建议首先查看此日志。

该日志是默认开启的，默认存放目录/var/log/，默认的日志文件名为 mysqld.log。查看日志位置:

show variables like '%log_error%';

二进制日志

二进制日志（BINLOG）记录了所有的DDL(数据定义语言）语句和DML(数据操纵语言）语句，但不包括数据查询（SELECT、SHOW)语句。

作用

  • 灾难时的数据恢复
  • MySQL的主从复制

在MySQL8版本中，默认二进制日志是开启的，涉及的参数如下：

show variables like '%log_bin%';

日志格式

MySQL服务器中提供了多种格式来记录二进制日志，具体格式及特点如下：

日志格式 含义
statement 基于SQL语句的日志记录，记录的是SQL语句，对数据进行修改的SQL都会记录在日志中
row 基于行的日志记录，记录的是每一行的数据变更。（默认）
mixed 混合了statement和row两种格式，默认采用statement，在某些特殊情况下会自动切换成row进行记录 
show variables like '%binlog_format%';

日志查看

由于日志是以二进制方式存储的，不能直接读取，需要通过二进制日志查询工具mysqlbinlog 来查看，具体语法:

mysqlbinlog [参数选项] logFileName

-- 参数选项
-d       指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作
-o       忽略掉日志中的前n行命令
-v       将行事件（数据变更）重构为SQL语句
-w       将行事件（数据变更）重构为SQL语句，并输出注释信息

日志删除

对于比较繁忙的业务系统，每天生成的binlog数据巨大，如果长时间不清除，将会占用大量磁盘空间。可以通过以下几种方式清理日志:

指令 含义
reset master 删除全部binlog日志，删除之后日志编号将从binlog.000001重新开始
purge master logs to ‘binglog.****’ 删除****编号之前的所有日志（不好含本身）
purge master logs before ‘yyyy-mm-dd hh24:mi:ss’ 删除日志为’yyyy-mm-dd hh24:mi:ss’之前产生的所有日志

也可以在mysql的配置文件中配置二进制日志的过期时间，设置了之后二进制日志过期会自动删除.

show variables like '%binlog_expire_logs_seconds%';

查询日志

查询日志中记录了客户端的所有操作语句，而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下，查询日志是未开启的。如果需要开启查询日志，可以设置以下配置∶

-- 查看是否开启
show variables like '%general%';

修改MySQL的配置文件 /etc/my.cnf 文件，添加内容如下

-- 开启查询日志，可选值：0 表示关闭，1 表示开启
general_log = 1

-- 设置日志的文件名，如果没有指定，默认的文件名为 host_name.log
general_log_file = mysql_query.log

慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过参数long_query_time设置值并且扫描记录数不小于min_examined_row_limit的所有的SQL语句的日志，默认未开启。long_query_time默认为10秒，最小为0，精度可以到微秒。

-- 慢查询日志
slow_query_log = 1

-- 执行时间参数
long_query_time = 2

默认情况下，不会记录管理语句，也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以使用log_slow_admin_statements和log_queries_not_using_indexes进行更改，如下所述。

-- 记录执行较慢的管理语句
log_slow_admin_statements = 1

-- 记录执行较慢的未使用索引的语句
log_queries_not_using_indexes = 1

主从复制

主从复制是指将主数据库的DDL和DML操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这些日志重新执行（也叫重做)，从而使得主库（Master）和从库（Slave）的数据保持同步。

MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制，从库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状复制。

MySQL复制的优点不要包含三个方面：

  • 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务
  • 实现读写分离，降低主库的访问压力
  • 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务

MySQL的主从复制原理如下：

从上图来看，复制分为三步：
1、Master主库在事务提交时，会把数据变更记录在二进制日志文件Binlog中。
2、从库读取主库的二进制日志文件Binlog，写入到从库的中继日志relay log中。
3、Slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据

主从复制具体操作

  • 主库配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，默认为1
server-id = 1

-- 是否只读，1代表只读，0代表读写
read-only = 0

-- 忽略的数据，指不需要同步的数据库
--binlog-ignore-db = mysql

-- 指定同步的数据库
--binlog-do-db = db01

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld

  3. 登录MySQL，创建远程连接的账户，并授予主从复制权限

    -- 创建alice用户，并设置密码，该用户可在任意主机上连接该MySQL服务
create user 'alice'@'%' identified with mysql_native_password by 'alice.123';

-- 为'alice'@'%'用户分配主从复制权限
grant replication slave on *.* to 'alice'@'%';

  4. 通过指令，查看二进制日志坐标

    show master status;

-- 字段含义
--      file：从哪个日志文件开始推送日志文件
--      position：从日志文件的哪个位置开始推送日志
--      binlog_ignore_log：指定不需要同步的数据库
  • 从库配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，和主库不一样
server-id = 2

-- 是否只读，1代表只读，0代表读写
-- 该项只针对普通用户，针对管理员用户设置应该是：super-read-only = 1
read-only = 1

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld

  3. 登录MySQL，设置主库配置

    change replication source to source_host='xx.xx',source_user='xxx',source_password='xxx',source_log_file='xxx',source_log_pos=xxx;

-- 上述是8.0.23中的语法，如果mysql是8.0.23之前的版本，则执行下面的sql
change master to master_host='xx.xx',master_user='xxx',master_password='xxx',master_log_file='xxx',master_log_pos=xxx;
    参数含义 8.0.23 8.0.23之前
    主库IP地址 source_host master_host
    连接主库的用户名 source_user master_user
    连接主库的密码 source_password master_password
    主库binlog日志文件名（主库show master status命令中的值） source_log_file master_log_file
    主库binlog日志文件位置（主库show master status命令中的值） source_log_pos master_log_pos

  4. mysql服务中开启同步操作

    start replica;  -- 8.0.22之后
start slave;    -- 8.0.22之前

  5. 查看主从同步状态

    show replice status;    -- 8.0.22之后
show slave status;      -- 8.0.22之前

分库分表

随着互联网及移动互联网的发展，应用系统的数据量也是成指数式增长，若采用单数据库进行数据存储，存在以下性能瓶颈：

  1. IO瓶颈：热点数据太多，数据库缓存不足，产生大量磁盘IO，效率较低。请求数据太多带宽不够，网络IO瓶颈。
  2. CPU瓶颈：排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会耗费大量的CPU资源，请求数太多，CPU出现瓶颈。

解决上述问题采用分库分表的思想：
分库分表的中心思想都是将数据分散存储，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题，从而达到提升数据库性能的目的。

拆分策略

拆分分为垂直拆分和水平拆分两种，垂直拆分包括垂直分库和垂直分表；水平拆分包括水平分库和水平分表。

  • 垂直拆分

    垂直分库： 以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中。其特点有：

    • 每个库的表结构都不一样
    • 每个库的数据也不一样
    • 所有库的并集是全量数据

    垂直分表： 以字段为依据，根据字段属性将不同字段拆分到不同表中。其特点有：

    • 每个表的结构都不一样
    • 每个表的数据也不一样，一般通过一列（主键/外键）关联
    • 所有表的并集是全量数据

  • 水平拆分

    水平分库： 以字段为依据，按照一定策略，将一个库的数据拆分到多个库中（可用理解为将库中多个表中的数据进行分散存储在多个服务器中）。其特点有：

    • 每个库的表结构都一样
    • 每个库的数据不一样
    • 所有库的并集是全量数据

    水平分表： 以字段为依据，按照一定策略，将一个表的数据拆分到多个表中。其特点有：

    • 每个表的结构都一样
    • 每个表的数据不一样
    • 所有表的并集是全量数据
实现技术

shardingJDBC：基于AOP原理，在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截，解析，改写，路由处理。需要自行编码配置实现，只支持Java语言，性能较高

MyCat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及前者

MyCat概述

Mycat是开源的、活跃的、基于Java语言编写的MySQL数据库中间件。可以像使用mysql一样来使用mycat，对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。

其优点有：性能可靠稳定、强大的技术团队、体系完善、社区活跃
MyCat的结构如下，其只包括逻辑结构

MyCat入门

1、分片配置（schema.xml）

2、配置mycat的用户及用户的权限信息（server.xml）

3、启动mycat

-- 切换到mycat的安装目录，执行如下指令，启动mycat

-- 启动
bin/mycat start

-- 停止
bin/mycat stop

-- mycat启动之后，占用端口号8066

4、连接mycat

-- 通过如下指令，连接并登录mycat
mysql -h 192.168.0.1 -P 8066 -uroot -p123456

配置mycat之后，插入和查询等SQL语句都在mycat中执行，不需要去操作分库分表后的数据库服务器，在mycat中会根据相应的规则将数据插入到对应的数据库服务器中

MyCat配置

schema.xml

schema.xml 作为 mycat 中最重要的配置文件之一，涵盖了mycat的逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点及数据源的配置。

主要包含以下三组标签：

  • schema标签

    schema标签用于定义MyCat实例中的逻辑库，一个MyCat实例中，可以有多个逻辑库，可以通过schema标签来划分不同的逻辑库。
    MyCat中的逻辑库的概念，等同于My5QL中的database概念，需要操作某个逻辑库下的表时，也需要切换逻辑库(use xxx)。

      核心属性
      name：指定自定义的逻辑库库名
      checkSQLschema：在sql语句操作时指定了数据库名称，执行时是否自动去除；true表示自动去除，false表示不自动去除
      sqlMaxLimit：如果未指定limit进行查询，列表查询模式查询多少条记录

    table标签定义了MyCat中逻辑库schema下的逻辑表，所有需要拆分的表都需要在table标签中定义。

      核心属性
      name：定义逻辑表表名，在该逻辑库下唯一
      dataNode：定义逻辑表所属的dataNode，该属性需要与dataNode标签中name对应，多个dataNode逗号分隔
      rule：分片规则的名字，分配规则名字是在rule.xml中定义的
      primaryKey：逻辑表对应真实表的主键
      type：逻辑表的类型，目前逻辑表只有全局表和普通表，如果未配置，就是普通表，全局表配置未global

  • datanode标签

    dataNode标签中定义了mycat中的数据节点，也就是通常说的数据分片，一个dataNode标签就是一个独立的数据分片

      核心属性
      name：定义数据节点名称
      dataHost：数据库实例主机名称，引用自dataHost标签中的name属性
      database：定义分片所属数据库

  • datahost标签

    该标签在mycat逻辑库中作为底层标签存在，直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。

      核心属性
      name：唯一标识，供上层标签使用
      maxCon/minCon：最大连接数/最小连接数
      balance：负载均衡策略，取值0，1，2，3
      writeType：写操作分发方式（0：写操作转发到第一个writeHost，第一个挂了，切换到第二个；1：写操作随机分发到配置的writeHost）
      dbDriver：数据库驱动，支持native(mysql5.6 5.7)、jdbc(mysql8.0)
rule.xml

rule.xml中定义所有拆分表的规则，在使用过程中可以灵活的使用分片算法，或者对同一个分片算法使用不同的参数，它让分片过程可配置化。主要包含两类标签： tableRule、Function。

server.xml

server.xml配置文件包含了mycat的系统配置信息，主要有两个重要的标签：system、user

  • system标签，对应的系统配置项及其含义，参考资料

  • user标签

MyCat分片（分库分表）

  • 垂直分库
    配置


    测试

    第二条SQL语句将会报错，因为所使用的省市区表存在另一个数据库中。解决方法是将这些表配置为全局表。在业务中，这些表属于数据字典表，在多个业务模块中都可能会遇到，可以将其设置为全局表，利于业务操作

  • 水平分表

  • 分片规则 – 范围
    根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况，来决定该数据属于哪一个分片

  • 分片规则 – 取模
    根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片

  • 分片规则 – 一致性hash
    所谓一致性哈希，相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中，不会因为分区节点的增加而改变原来数据的分区位置

  • 分片规则 – 枚举
    通过在配置文件中配置可能的枚举值，指定数据分布到不同数据节点上，本规则适用于按照省份、性别、状态拆分数据等业务。

  • 分片规则 – 应用指定
    运行阶段由应用自主决定路由到那个分片，直接根据字符子串（必须是数字）计算分片号

  • 分片规则 – 固定分片hash算法
    该算法类似于十进制的求模运算，但是为二进制的操作，例如，取id的二进制低10位与1111111111进行位&运算，运算结果的范围是 0000000000 ~ 1111111111，即0~1023

      特点
      如果是求模，连续的值，分别分配到各个不同的分片，但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片，降低事务处理的难度
      可以均匀分配，也可以非均匀分配
      分片字段必须为数字类型

  • 分片规则 – 字符串hash解析
    截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出分片

  • 分片规则 – 按（天）日期分片

  • 分片规则 – 自然月
    使用场景为按照月份来分片，每个自然月为一个分片

读写分离

读写分离，简单地说是把对数据库的读和写操作分开，以对应不同的数据库服务器。主数据库提供写操作，从数据库提供读操作，这样能有效地减轻单台数据库的压力。

通过MyCat即可轻易实现上述功能，不仅可以支持MySQL，也可以支持Oracle和SQL Server。

一主一从读写分离

MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制。

其中balance负责负载均衡策略，目前取值有4种

参数值 含义
0 不开启读写分离机制，所有读操作都发送到当前可用的writeHost上
1 全部的readHost与备用的writeHost都参与select语句的负载均衡（主要针对双主双从）
2 所有的读写操作都随机在writeHost，readHost上分发
3 所有的读请求随机分发到writeHost对应的readHost上执行，writeHost不负担读压力

双主双从读写分离

一个主机 Master1用于处理所有写请求，它的从机Slave1和另一台主机Master2还有它的从机slave2负责所有读请求。当Master1主机宕机后，Master2主机负责写请求，Master1 、Master2互为备机。

  • 主库 1 配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，默认为1
server-id = 1

-- 指定同步的数据库
binlog-do-db = db01
binlog-do-db = db02

-- 在作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件
log-slave-updates

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld
  • 主库 2 配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，默认为1
server-id = 3

-- 指定同步的数据库
binlog-do-db = db01
binlog-do-db = db02

-- 在作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件
log-slave-updates

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld

  • 两台主库创建账户并授权

    -- 创建alice用户，并设置密码，该用户可在任意主机上连接该MySQL服务
create user 'alice'@'%' identified with mysql_native_password by 'alice.123';

-- 为'alice'@'%'用户分配主从复制权限
grant replication slave on *.* to 'alice'@'%';

    通过指令，查看两台主库的二进制日志坐标

    show master status;

  • 主库 1 的从库配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，和主库不一样
server-id = 2

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld
  • 主库 2 的从库配置

  1. 修改配置文件 /etc/my.cnf

    -- mysql服务id，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 ~ 2^32-1，和主库不一样
server-id = 4

  2. 重启MySQL服务器

    systemctl restart mysqld
  • 两台从库配置其关联的主库
  1. 登录MySQL，设置主库配置，两台从库都进行对应的设置
    change replication source to source_host='xx.xx',source_user='xxx',source_password='xxx',source_log_file='xxx',source_log_pos=xxx;
  2. 启动两台从库的主从复制，并查看从库的状态
    start slave;

show slave status\G;
  • 两台主库相互复制
    -- 主库相互作为对方的从库
change replication source to source_host='xx.xx',source_user='xxx',source_password='xxx',source_log_file='xxx',source_log_pos=xxx;

读写分离

MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制，通过writeType及switchType来完成失败自动切换的。

dataHost标签中所加的参数及其含义

balance = “1”
代表全部的readHost与stand by writeHost参与select语句的负载均衡，简单的说，当双主双从模式(M1->S1，M2->S2，并且M1与M2互为主备)，正常情况下，M2，S1，S2都参与select语句的负载均衡

writeType
0：写操作都转发到第1台writeHost，writeHost1挂了，会切换到writeHost2上
1：所有的写操作都随机地发送到配置的writeHost上;

switchType
-1：不自动切换
1：自动切换

文章作者: zerollone
文章链接: http://zerollone.top/edf0.html
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 zerollone !
MySQL
赏
  目录