目錄
- Linux-使用 MyCat 實現 MySQL 主從讀寫分離
- 一、MySQL 讀寫分離
- 1、MySQL 讀寫分離的概述
- 2、讀寫分離工作原理
- 3、為什么要讀寫分離
- 3、實現讀寫分離的方式
- 4、常見的中間件程序
- 二、MyCAT簡述
- 1、什么是 MyCAT
- 2、MyCat 服務安裝與配置
- 三、MyCat 服務啟動與啟動設置
- 四、配置 MySQL 主從
- 五、實戰節點宕機后自動切換 Slave 節點
- 1、mycat 配置文件優化調整
- 2、停主節點：
- 3、恢復主節點：
Linux-使用 MyCat 實現 MySQL 主從讀寫分離
一、MySQL 讀寫分離
1、MySQL 讀寫分離的概述
MySQL 作為目前世界上使用最廣泛的免費數據庫，相信所有從事系統運維的工程師都一定接觸過。但在實際的生產環境中，由單臺 MySQL 作為獨立的數據庫是完全不能滿足實際需求的，無論是在安全性，高可用性以及高并發等各個方面。
因此，一般來說都是通過主從復制（Master-Slave）的方式來同步數據，再通過讀寫分離（MySQL-Proxy/Amoeba）來提升數據庫的并發負載能力，這樣的方案來進行部署與實施的。
2、讀寫分離工作原理
基本的原理是讓主數據庫處理事務性增、改、刪操作（INSERT、UPDATE、DELETE），而從數據庫處理 SELECT 查詢操作。數據庫復制被用來把事務性操作導致的變更同步到集群中的從數據庫。 在這里插入圖片描述 數據內部交換過程：
3、為什么要讀寫分離
- 面對越來越大的訪問壓力，單臺的服務器的性能成為瓶頸，需要分擔負載
- 主從只負責各自的寫和讀，極大程度的緩解 X（寫）鎖和 S（讀）鎖爭用
- 從庫可配置 myisam 引擎，提升查詢性能以及節約系統開銷
- 增加冗余，提高可用性
3、實現讀寫分離的方式
有兩種方式實現：
（1）應用程序層實現：網站的程序實現 應用程序層實現指的是在應用程序內部及連接器中實現讀寫分離 。
優點： 應用程序內部實現讀寫分離，安裝既可以使用； 減少一定部署難度； 訪問壓力在一定級別以下，性能很好。
缺點： 架構一旦調整，代碼要跟著變； 難以實現高級應用，如自動分庫，分表； 無法適用大型應用場景。
（2）中間件層實現： 中間件層實現是指在外部中間件程序實現讀寫分離
4、常見的中間件程序
（1）Cobar： 阿里巴巴 B2B 開發的關系型分布式系統，管理將近 3000 個 MySQL 實例。 在阿里經受住了考驗，后面由于作者的走開的原因 cobar 沒有人維護 了，阿里也開發了 tddl 替代 cobar。
（2）MyCAT： 社區愛好者在阿里 cobar 基礎上進行二次開發，解決了 cobar 當時存在的一些問題，并且加入了許多新的功能在其中。目前 MyCAT 社區活躍度很高，已經有一些公司在使用 MyCAT。總體來說支持度比 較高，也會一直維護下去。
（3）OneProxy： 數據庫界大牛，前支付寶數據庫團隊領導樓總開發，基于 mysql 官方 的 proxy 思想利用 c 進行開發的，OneProxy 是一款商業收費的中間件，樓總舍去了一些功能點，專注在性能和穩定性上。有人測試過說在高并發下很穩定。
（4）Vitess： 這個中間件是 Youtube 生產在使用的，但是架構很復雜。 與以往中間件不同，使用 Vitess 應用改動比較大，要使用他提供語言的 API 接口，我們可以借鑒他其中的一些設計思想。
（5）Kingshard： Kingshard 是前 360Atlas 中間件開發團隊的陳菲利用業余時間 用 go 語言開發的，目前參與開發的人員有 3 個左右， 目前來看還不是成熟可以使用的產品，需要在不斷完善。
（7）Atlas： 360 團隊基于 mysql proxy 把 lua 用 C 改寫。原有版本是支持分表， 目前已經放出了分庫分表版本。在網上看到一些朋友經常說在高并發下會經常掛掉，如果大家要使用需要提前做好測試。
MaxScale 與 MySQL Route： 這兩個中間件都算是官方的，MaxScale 是 mariadb (MySQL 原作者維護的一個版本)研發的，目前版本不支持分庫分表。MySQL Route 是現在 MySQL 官方 Oracle 公司發布出來的一個中間件。
優點： 架構設計更靈活 可以在程序上實現一些高級控制，如：透明化水平拆分，failover，監控 可以依靠技術手段提高 mysql 性能 對業務代碼的影響小，同時也安全
缺點： 需要一定的開發運維團隊的支持。
二、MyCAT簡述
1、什么是 MyCAT
一個徹底開源的，面向企業應用開發的大數據庫集群； 支持事務、ACID、可以替代 MySQL 的加強版數據庫； 一個可以視為 MySQL 集群的企業級數據庫，用來替代昂貴的 Oracle 集群； 一個融合內存緩存技術、NoSQL 技術、HDFS 大數據的新型 SQL Server； 結合傳統數據庫和新型分布式數據倉庫的新一代企業級數據庫產品； 一個新穎的數據庫中間件產品。
2、MyCat 服務安裝與配置
MyCat 有提供編譯好的安裝包，支持 Windows、Linux、Mac、Solaris 等系統上安裝與運行。官方下載主頁 http://www.mycat.org.cn/
架構：
192.168.1.63 mycat
192.168.1.64 主
192.168.1.65 從
Mycat 需要安裝 JDK 1.7 或者以上版：
第一步：下載 jdk-8u191-linux-x64.tar.gz 文件
[root@xuegod63 local]# wget http://download.oracle.com/otn-pub/java/jdk/8u191-
b12/2787e4a523244c269598db4e85c51e0c/jdk-8u191-linux-x64.tar.gz
#如果在Linux 上下載的程序包有問題，需要把鏈接復制到 Windows 上下載再上傳到 Linux。
第二步：新建/usr/java 文件夾，將 jdk-8u191-linux-x64.tar.gz 解壓到該目錄中
[root@xuegod63 local]# mkdir /usr/java
[root@xuegod63 local]# tar xf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz -C /usr/java/
第三步：配置環境變量 在/etc/profile 底部加入如下內容：
[root@xuegod63 local]# vim /etc/profile.d/java.sh #/etc/profile.d/目錄下創建
java.sh 文件并定入如下內容
JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_191
PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
CLASSPATH=$JAVA_HOME/jre/lib/ext:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
export PATH JAVA_HOME CLASSPATH
[root@xuegod63 local]# source /etc/profile.d/java.sh #使環境變量生效
[root@xuegod63 local]# java -version#查看 java 版本
java version "1.8.0_191"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_191-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.191-b12, mixed mode)
安裝 mycat Linux 下可以下載 Mycat-server-xxxxx.linux.tar.gz 解壓在某個目錄下，注意目錄不能有空格，在 Linux(Unix)下，建議放在 usr/local/Mycat 目錄下，如下：
[root@xuegod63 ~]# tar -xf Mycat-server-1.5-RELEASE-0301083012-linux.tar.gz -C
/usr/local/
[root@xuegod63 local]# ls /usr/local/mycat/
下面修改 MyCAT 用戶密碼(僅供參考)：
[root@xuegod63 ~]# useradd mycat
[root@xuegod63 ~]# passwd mycat #修改時輸入兩次密碼 成功
[root@xuegod63 ~]# chown -R mycat.mycat /usr/local/mycat #修改權限
目錄解釋如下：
bin 程序目錄，存放了 window 版本和 linux 版本，除了提供封裝成服務的版本之外，也提供了nowrap 的 shell 腳本命令，方便大家選擇和修改，進入到 bin 目錄：
Linux 下運行：./mycat console,首先要 chmod +x *
注：mycat 支持的命令{ console | start | stop | restart | status | dump }
conf 目錄下存放配置文件，server.xml 是 Mycat 服務器參數調整和用戶授權的配置文件，schema.xml 是邏輯庫定義和表以及分片定義的配置文件，rule.xml 是分片規則的配置文件，分片規則的具體一些參數信息單獨存放為文件，也在這個目錄下，配置文件修改，需要重啟 Mycat 生效。
lib 目錄下主要存放 mycat 依賴的一些 jar 文件。
日志存放在 logs/mycat.log 中，每天一個文件，日志的配置是在 conf/log4j.xml 中，根據自己的需要，可以調整輸出級別為 debug，在 debug 級別下，會輸出更多的信息，方便排查問題。
三、MyCat 服務啟動與啟動設置
MyCAT 在 Linux 中部署啟動時，首先需要在 Linux 系統的環境變量中配置 MYCAT_HOME，操作方式如下：
[root@xuegod63 local]# vim /etc/profile.d/mycat.sh #在/etc/profile.d 目錄下創建
mycat.sh 文件，并寫入如下。
MYCAT_HOME=/usr/local/mycat PATH=$MYCAT_HOME/bin:$PATH
[root@xuegod63 local]# source /etc/profile.d/mycat.sh #使環境變量生效
如果是在多臺 Linux 系統中組建的 MyCAT 集群，那需要在 MyCAT Server 所在的服務器上配置對其他 IP 和主機名的映射，配置方式如下：
例如：我有 3 臺機器，配置如下： IP 主機名：
192.168.1.63 xuegod63.cn
192.168.1.64 xuegod64.cn
192.168.1.65 xuegod65.cn
編輯完后，保存文件。
mycat 的用戶賬號和授權信息是在 conf/server.xml 文件中配置
[root@xuegod63 local]# vim /usr/local/mycat/conf/server.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
<system>
<property name="defaultSqlParser">druidparser</property>
</system>
<!--以下設置為應用訪問帳號權限 -->
34 行 <user name="root"> #定義管理員用戶，也就是連接 Mycat 的用戶名
<property name="password">123456</property> #密碼
<property name="schemas">ha</property> #定義一個邏輯庫，與schema 配置文件對應
</user>
<!--以下設置為應用只讀帳號權限 -->
<user name="user">
<property name="password">user</property>
<property name="schemas">ha</property>
<property name="readOnly">true</property>
</user>
</mycat:server>
編輯 MyCAT 的配置文件 schema.xml，關于 dataHost 的配置信息如下：
[root@xuegod63 local]# mv /usr/local/mycat/conf/schema.xml
/usr/local/mycat/conf/schema.xml.bak #備份原文件。
[root@xuegod63 local]# vim /usr/local/mycat/conf/schema.xml 新建
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
<schema name="ha" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"
dataNode='dn1'>
</schema>
<dataNode name="dn1" dataHost="dthost" database="ha"/>
<dataHost name="dthost" maxCon="500" minCon="10" balance="1"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="-1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="xuegod64.cn" url="192.168.1.64:3306" user="mycat"
password="123456">
</writeHost>
<writeHost host="xuegod65.cn" url="192.168.1.65:3306" user="mycat"
password="123456">
</writeHost>
</dataHost>
</mycat:schema>
綠色 為物理存在的數據庫名 注解： schema 標簽用于定義 MyCat 實例中的邏輯庫，name:后面就是邏輯庫名 MyCat 可以有多個邏輯庫，每個邏輯庫都有自己的相關配置。可以使用 schema 標簽來劃分這些不同的邏輯庫。
checkSQLschema 這個屬性默認就是 false，官方文檔的意思就是是否去掉表前面的數據庫的名稱，”select * from db1.testtable” ，設置為 true 就會去掉 db1。但是如果 db1 的名稱不是schema 的名稱，那么也不會被去掉，因此官方建議不要使用這種語法。同時默認設置為 false。
sqlMaxLimit 當該值設置為某個數值時。每條執行的 SQL 語句，如果沒有加上 limit 語句，MyCat 也會自動的加上所對應的值。例如設置值為 100，執行”select * from test_table”,則效果為 “selelct * from test_table limit 100”.
dataNode 標簽定義了 MyCat 中的數據節點，也就是我們通常說所的數據分片。一個dataNode 標簽就是一個獨立的數據分片
.
writeHost /readHost 這兩個標簽都指定后端數據庫的相關配置，用于實例化后端連接池。唯一不同的是，writeHost 指定寫實例、readHost 指定讀實例。 在一個 dataHost 內可以定義多個writeHost 和 readHost。但是，如果 writeHost 指定的后端數據庫宕機，那么這個 writeHost 綁定的所有 readHost 都將不可用。另一方面，由于這個 writeHost 宕機，系統會自動的檢測到，并切換到備用的 writeHost 上去。這兩個標簽的屬性相同
有兩個參數需要注意，balance 和 switchType。其中，balance 指的負載均衡類型，目前的取值 有 4 種：
（2）balance="0", 不開啟讀寫分離機制，所有讀操作都發送到當前可用的 writeHost 上；
（2）balance="1"，全部的 readHost 與 stand by writeHost 參與 select 語句的負載均衡，簡單的 說，當雙主雙從模式(M1->S1，M2->S2，并且 M1 與 M2 互為主備)，正常情況下，M2、S1、S2 都 參與 select 語句的負載均衡；
（3）balance="2"，所有讀操作都隨機的在 writeHost、readhost 上分發；
（4）balance="3"，所有讀請求隨機的分發到 wiriterHost 對應的 readhost 執行，writerHost 不 負擔讀壓力。
switchType 指的是切換的模式，目前的取值也有 4 種：
（1）switchType='-1' 表示不自動切換；
（2）switchType='1' 默認值，表示自動切換；
（3）switchType='2' 基于 MySQL 主從同步的狀態決定是否切換,心跳語句為 show slave status；
（4）switchType='3'基于 MySQL galary cluster 的切換機制（適合集群）（1.4.1），心跳語句為show status like 'wsrep%'。
經過以上兩個步驟的配置，就可以到/usr/local/mycat/bin 目錄下執行 ./mycat start，即可啟動mycat 服務！
[root@xuegod63 local]# /usr/local/mycat/bin/mycat start
[root@xuegod63 ~]# cat /usr/local/mycat/logs/wrapper.log #查看日志，啟動成功
四、配置 MySQL 主從
安裝 mysql 上傳 mysql-5.7.tar.gz 到 xuegod64
[root@xuegod64 ~]# systemctl start mysqld
[root@xuegod64 ~]# echo "validate-password=OFF">> /etc/my.cnf
[root@xuegod64 ~]# systemctl restart mysqld
關閉密碼強度審計插件
[root@xuegod64 ~]# systemctl start mysqld
[root@xuegod64 ~]# echo "validate-password=OFF">> /etc/my.cnf
[root@xuegod64 ~]# systemctl restart mysqld
修改 root 用戶密碼
[root@xuegod64 ~]# grep "password" /var/log/mysqld.log
[root@xuegod64 ~]# mysql -uroot -p'-NEjo1gbPllh'
mysql> set password for root@localhost = password('123456');
mysql> exit
另一臺機器
[root@xuegod65 ~]# tar xf mysql-5.7.tar.gz
[root@xuegod65 ~]# yum install -y ./mysql*.rpm
關閉密碼強度審計插件
[root@xuegod65 ~]# systemctl start mysqld
[root@xuegod65 ~]# echo "validate-password=OFF">> /etc/my.cnf
[root@xuegod65 ~]# systemctl restart mysqld
修改 root 用戶密碼
[root@xuegod65~]# grep "password" /var/log/mysqld.log
[root@xuegod65 ~]# mysql -uroot -p'%OrrfGwyM6tS'
mysql> set password for root@localhost = password('123456');
mysql> exit
創建數據庫和測試數據
[root@xuegod64 ~]# mysql -uroot -p123456
mysql> create database ha;
mysql> use ha;
mysql> create table test(id int,name varchar(20));
mysql> insert into test values(1,'man');
[root@xuegod64 ~]# mysqldump -uroot -p123456 -B ha >HA.sql #可以導出數據庫
將導出的數據庫傳給從服務器
[root@xuegod64 ~]# scp HA.sql root@192.168.1.65:/root/
xuegod65 從服務上操作： 導入數據庫和表，用于實現讀操作：
[root@xuegod65 ~]# mysql -uroot -p123456<HA.sql
[root@xuegod64 ~]# vim /etc/my.cnf
log-bin=mysql-bin-master #啟用二進制日志
server-id=1 #本機數據庫 ID 標示
binlog-do-db=ha #可以被從服務器復制的庫, 二進制需要同步的數據庫名
binlog-ignore-db=mysql #不可以被從服務器復制的庫
[root@xuegod64 ~]# systemctl restart mysqld
[root@xuegod64 ~]# mysql -uroot -p'123456'
授權給 mycat 登陸數據庫使用的帳號以及主從復制賬號
mysql> GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'mycat'@"%" IDENTIFIED BY "123456";
mysql> grant replication slave on *.* to slave@"192.168.1.%" identified by "123456";
mysql> exit
[root@xuegod65 ~]# vim /etc/my.cnf
log-bin=mysql-bin-slave #啟用二進制日志
server-id=2 #本機數據庫 ID 標示
binlog-do-db=ha #可以被從服務器復制的庫, 二進制需要同步的數據庫名
binlog-ignore-db=mysql #不可以被從服務器復制的庫
[root@xuegod65 ~]# systemctl restart mysqld
[root@xuegod65 ~]# mysql -uroot -p'123456'
授權給 mycat 登陸數據庫使用的帳號以及主從復制賬號
mysql> GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'mycat'@"%" IDENTIFIED BY "123456";
mysql> grant replication slave on *.* to slave@"192.168.1.%" identified by "123456";
mysql> change master to
master_host='192.168.1.64',master_user='slave',master_password='123456';
mysql> start slave; #啟動 slave
mysql> show slave status\G #查看狀態 ，有兩個 yes 主從同步成功！
mysql> exit
模擬 slave 故障：從服務器掛掉了
[root@xuegod65 ~]# systemctl stop mysqld
在客戶端上測試讀寫
[root@xuegod63 ~]# mysql -uroot -p123456 -h 192.168.1.63 -P8066
mysql> use ha;
mysql> select * from test;
說明讀操作的路由切換到 master 上了，對外沒有任何影響！
[root@xuegod65 ~]# systemctl start mysqld
模擬 master 故障：主服務器掛掉了
[root@xuegod64 ~]# systemctl stop mysqld
在客戶端上測試讀寫
[root@xuegod63 ~]# mysql -uroot -p123456 -h 192.168.1.63 -P8066
mysql> use ha;
mysql> create table test1(id int);
ERROR 1184 (HY000): 拒絕連接 #主數據庫停止了，是無法寫操作的，但不影響讀.
mysql> select * from test;
[root@xuegod64 ~]# systemctl start mysqld
只讀用戶登錄測試
mysql -u user -puser -h 192.168.1.201 -P8066
mysql> insert into test values(5,'feng');
ERROR 1495 (HY000): User readonly
mysql> select * from ha.test;
+------+--------+
| id | name |
+------+--------+
| 1 | cd |
五、實戰節點宕機后自動切換 Slave 節點
配置 MM 模式主從復制環境 啟用 65 為 64 的主
[root@xuegod64 ~]# mysql -uroot -p'123456'
mysql> change master to
master_host='192.168.1.65',master_user='slave',master_password='123456';
mysql> start slave; #啟動 slave
mysql> show slave status\G #查看狀態 ，有兩個 yes 主從同步成功！
mysql> exit
1、mycat 配置文件優化調整
[root@xuegod63 ~]# vim /usr/local/mycat/conf/schema.xml
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://org.opencloudb/">
<schema name="ha" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100"
dataNode='dn1'>
</schema>
<dataNode name="dn1" dataHost="dthost" database="ha"/>
<dataHost name="dthost" maxCon="500" minCon="10" balance="1"
writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"
slaveThreshold="100">
<heartbeat>select user()</heartbeat>
<writeHost host="xuegod64.cn" url="192.168.1.64:3306" user="mycat"
password="123456">
</writeHost>
<writeHost host="xuegod65.cn" url="192.168.1.65:3306" user="mycat"
password="123456">
</writeHost>
</dataHost>
</mycat:schema>
我們前面配置 switchType="-1"關閉了自動切換，但是我們在主從環境下應該避免在從節點寫入數據，否則會造成主從數據庫數據不一致， 如果我們使用的是 MM 模式則主節點發生故障后會自動切換至備用節點，此時不影響數據寫入。
[root@xuegod63 ~]# /usr/local/mycat/bin/mycat restart
[root@xuegod64 ~]# systemctl stop mysqld
[root@xuegod63 ~]# mysql -uroot -p123456 -h 192.168.1.63 -P8066
MySQL [(none)]> insert into ha.test values(666,'mk');
MySQL [(none)]> select * from ha.test;
+------+---------+
| id | name |
+------+---------+
| 1 | man |
| 666 | mk |
2、停主節點：
[root@xuegod64 ~]# systemctl stop mysqld
Mycat 端繼續插入
mysql> insert into test values(5,'feng');
3、恢復主節點：
[root@xuegod64 ~]# systemctl start mysqld
mysql -uroot -p123456
select * from ha.test;
關于使用方面的建議，在一些 CMS（內容管理系統）系統中底層的數據庫代碼已經經過封裝，此時使用 mycat 是不可取的，因為封裝后的 sql 語句會和 mycat 不兼容，建議是程序開發時應考慮連接mysql 的方式和 mycat 是相互兼容的。或者選擇其他中間件比如 mysql-proxy。
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