MySQL运维篇


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一、日志

1.错误日志

错误日志是MySQL中最重要的日志之一，它记录了当mysql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，默认放在目录 /var/log/，默认的日志文件名为 mysqld.log。查看日志位置：

show variables like '%log_error%';

2.二进制日志

  • 介绍
    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：①.灾难时的数据恢复；
    ②.MySQL的主从复制。在MySQL8版本中，默认二进制日志时开启的，涉及到的参数如下：
show variables like '%log_bin%';

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：
在这里插入图片描述

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 [参数选择] 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。
	-vv		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：
    在这里插入图片描述
    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%';

3.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，查询日志事未开启的。如果要开启查询日志，可以设置以下配置：

show variables like '%general%';

在这里插入图片描述
修改MySQL的配置文件 /etc/my.cnf文件，添加如下内容：

该选项用来开启查询日志，可选值：0或者1；0代表关闭，1代表开启

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

4.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，精度可以到微妙。

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_show_admin_statements和更改行为log_queries_not_using_indexes，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

二、主从复制

1.概述

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），从而使得从库和主库的数据保持同步。

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。
在这里插入图片描述
MySQL复制的有点主要包含以下三个方面：
1.主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务。
2.实现读写分离，降低主库的访问压力。
3.可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务。

2.原理

MySQL的主从复制原理如下。
在这里插入图片描述
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。
3.slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据。

3.搭建

  • 服务器准备
    在这里插入图片描述
    准备好服务器后，在两台服务器中分别安装好MySQL，完成基础的初始化准备工作。

  • 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，创建远程连接的账号，并授予主从复制权限

#创建itcast用户，并设置密码，该用户可在任意主机连接该MySQL服务
CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456';
#为'itcast'@'%'用户分配主从复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%';

4.通过指令，查看二进制日志坐标

show master status;

字段含义说明：
file：从哪个日志文件开始推送日志文件
position：从哪个位置开始推送日志
binlog_ignore_db：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，和主库不一样即可
server-id=2
#是否只读，1代表只读，0代表读写
read-only=1

#super-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='xxx.xxx',SOURCE_USER='XXX',SOURCE_LOG_FILE='xxx',SOURCE_LOG_POS=xxx;

上述时8.0.23中的语法，如是时mysql8.0.23之前的版本，执行如下SQL：

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',MASTER_LOG_FILE='xxx',MASTER_LOG_POS=xxx;

在这里插入图片描述
4.开启同步操作

8.0.22之后

start replica;

8.0.22之前

start slave;

5.查看主从同步状态

8.0.22之后

show replica status;

8.0.22之前

show slave status;
  • 测试

1.在主库上创建数据库、表，并插入数据
2.在从库中查询数据，验证主从是否同步

4.总结

1.概述

将主库的数据变更同步到从库，从而保证主库和从库数据一致。
数据备份、失败迁移、读写分裂，降低单库读写压力。

2.原理

①.主库会把数据变更记录在二进制日志文件Binlog中。
②.从库连接主库，读取binlog日志，并写入自身中继日志relaylog。
③.slave重做中继日志，将改变反映它自己的数据。

3.搭建

①.准备服务器
②.配置主库
③.配置从库
④.测试主从复制

三、分库分表

1.介绍

  • 问题分析

在这里插入图片描述
随着互联网以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。

在这里插入图片描述
分库分表的中心思想就是将数据分散存储，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解的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
    在这里插入图片描述
  • 垂直拆分
    在这里插入图片描述
    垂直分库：以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中。
    特点：
    1.每个库的表结构都不一样。
    2.每个库的数据也不一样。
    3.所有库的并集是全量数据。

在这里插入图片描述
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。
特点：
1.每个表的结构都不一样。
2.每个表的数据也不一样，一般通过一列（主键/外键）关联。
3.所有表的并集是全量数据。

  • 水平拆分
    在这里插入图片描述
    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。
    特点：
    1.每个库的表结构都一样。
    2.每个库的数据都不一样。
    3.所有库的并集是全量数据。

在这里插入图片描述
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。
特点：
1.每个表的结构都一样。
2.每个表的数据都不一样。
3.所有表的并集是全量数据。

  • 实现技术

在这里插入图片描述
⚪ 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：数据库分库分表的中间件，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。

2.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。
在这里插入图片描述
优势：
⚪ 性能可靠稳定
⚪ 强大的技术团队
⚪ 体系完善
⚪ 社区活跃

  • 下载

下载地址：http://dl.mycat.org.cn/

  • 安装
    Mycat是采用Java语言开发的开源的数据库中间件，支持Windows和Linux运行环境，需要提前在准备好的服务器中安装如下软件：
    ⚪ MySQL
    ⚪ JDK
    ⚪ Mycat
    Mycat安装

1.利用工具上传Mycat压缩包到服务器

Mycat-server-1.6.7.3-release-20210913163959-linux.tar.gz

2.解压Mycat的压缩包

tar -zxvf Mycat-server-1.6.7.3-release-20210913163959-linux.tar.gz -C /usr/local/

在这里插入图片描述

  • 目录结构
    在这里插入图片描述
    bin：存放可执行文件，用于启动停止mycat
    conf：存放mycat的配置文件
    lib：存放mycat的项目依赖包（jar）
    logs：存放mycat的日志文件

  • 概念介绍
    在这里插入图片描述

3.Mycat入门

  • 需求
    由于tb_order表中的数据量很大，磁盘IO及容量都达到了瓶颈，现在需要对tb_order表进行数据分片，分为三个数据节点，每一个节点主机位于不同的服务器上，具体的结构，如图：
    在这里插入图片描述

  • 环境准备
    在这里插入图片描述

  • 分片配置（schema.xml）
    在这里插入图片描述

  • 分片配置（server.xml）
    配置mycat的用户及用户的权限信息：

  • 启动服务
    切换到MyCat的安装目录，执行如下的指令，启动Mycat：

启动

bin/mycat start

停止

bin/mycat stop

Mycat启动之后，占用端口号8066。

启动完毕之后，可以查看logs目录下的启动日志，查看Mycat是否启动完成。

tail -f logs/wrapper.log

在这里插入图片描述

  • 分片测试
    通过如下指令，连接并登录Mycat
mysql -h 		-P 8066 -uroot -p

4.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
在这里插入图片描述
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MySQL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：自动去除，false：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逗号分割
● rule：分片规则的名字，分片规则名字是在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，配置为global

⚪ datanode标签

在这里插入图片描述
dataNode标签中定义了MyCat中的数据节点，也就是数据分片。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name属性
● database：定义分片所属数据库

⚪ datahost标签
在这里插入图片描述
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、jdbc

在这里插入图片描述

  • 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。
    在这里插入图片描述
  • server.xml
    server.xml配置文件包含了MyCat的系统配置信息，主要有两个标签：system、user。

⚪ system标签
⚪ user标签
在这里插入图片描述

5.Mycat分片

  • 垂直拆分

⚪ 场景
在业务系统中，涉及以下表结构，但是由于用户与订单每天都会产生大量的数据，单台服务器的数据存储及处理能力是有限的，可以对数据库进行拆分，原有的数据库表如下。
在这里插入图片描述
⚪ 准备

在这里插入图片描述
分别在三台MySQL中创建数据库shopping。

⚪ 配置
在这里插入图片描述
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⚪ 全局表配置
对于省、市、区/县表，是属于数据字典表，在多个业务模块中都可能会遇到，可以将其设为全局表，利于业务操作。

在这里插入图片描述

  • 水平拆分

⚪ 场景
在业务系统中，有一张表（日志表），业务系统每天都会产生大量的日志数据，单台服务器的数据存储及处理能力是有限的，可以对数据库表进行拆分。
在这里插入图片描述⚪ 准备

在这里插入图片描述
分别在三台MySQL中创建数据库。

⚪ 配置


⚪ 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。
在这里插入图片描述
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⚪ 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。

在这里插入图片描述
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⚪ 分片规则-一致性hash
一致性hash，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改变原来数据的分区位置。

在这里插入图片描述
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⚪ 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。

在这里插入图片描述
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⚪ 分片规则-应用指定
运行阶段由应用自主决定路由到哪个分片，直接根据字符子串（必须是数字）计算分片号。
在这里插入图片描述

⚪ 分片规则-固定分片hash算法
该算法类似于十进制的取模运算，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。
在这里插入图片描述
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⚪ 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。

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⚪ 分片规则-按（天）日期分片
在这里插入图片描述
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⚪ 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。
在这里插入图片描述
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6.Mycat管理及监控

  • Mycat原理

在这里插入图片描述

  • Mycat管理

Mycat默认开通2个端口，可以在server.xml中进行修改。
⚪ 8066数据访问端口，进行DML和DDL操作。
⚪ 9066数据库管理端口，mycat服务管理控制功能，用于管理mycat的整个集群状态

mysql -h 192.168.200.210 -p 9066 -uroot -proot

在这里插入图片描述

  • Mycat-eye

⚪ 介绍
Mycat-web（Mycat-eye）是对mycat-server提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用。他通过JDBC连接对Mycat、Mysql监控，监控远程服务器（仅限于Linux系统）的cpu、内存、网络、磁盘。
Mycat-eye运行过程中需要依赖zookeeper，因此需要先安装zookeeper。

⚪ 安装

Zookeeper安装
1.上传安装包

zookeeper-3.4.6.tar.gz

2.解压

tar -zxcf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr/local/

3.创建数据存放目录

cd /usr/local/zookeeper-3.4.6/

mkdir data

4.修改配置文件名称并配置

cd config

mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

5.配置数据存放目录

dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.6/data

6.启动zookeeper

bin/zkServer.sh  start

bin/zkServer.sh status

Mycat-web安装
1.上传安装包

Mycat-web.tar.gz

2.解压

tar -zxvf Mycat-web.tar.gz -C /usr/local/

3.目录介绍

etc —> jetty 配置文件
lib —> 依赖jar包
mycat-web —>mycat-web项目
readme.txt
start.jar —>启动jar
start.sh —>linux启动脚本

4.启动

sh start.sh

5.访问

http://192.168.200.210:8082/mycat

7.总结

1.分库分表介绍

核心：将单台数据库服务器的数据分散（垂直拆分、水平拆分）存储在多台数据库中

2.Mycat概述

MyCat是一个开源分库分表的中间件

3.Mycat入门

入门程序

4.Mycat配置

Schema.xml、rule.xml、sever.xml

5.Mycat分片

分片规则：范围、取模、枚举、一致性hash、固定分片hash算法、字符串hash解析算法
、按天分片、按自然月分片

6.Mycat管理及监控

原理、管理、监控工具

四、读写分离

1.介绍

读写分离，就是把数据库的读和写的操作分开，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。
在这里插入图片描述

2.一主一从

  • 原理
    MySQL的主从复制，是基于二进制日志（binlog）实现的。
    在这里插入图片描述
  • 环境准备

在这里插入图片描述

3.一主一从读写分离

  • 配置
    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。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

问题：主节点Master宕机之后，业务系统就只能够读，而不能写入数据了。

4.双主双从

  • 介绍

一个主机Master1用于处理所有写请求，它的主机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。架构如下：

  • 准备工作
    需要5台服务器，具体的服务器及软件安装如下：

在这里插入图片描述
关闭以上所有的防火墙：

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld
  • 搭建

在这里插入图片描述
⚪ 主库配置（Master1-192.168.200.211）

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
binlog-do-db=db03
# 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

⚪ 主库配置（Master1-192.168.200.213）

# 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
binlog-do-db=db03
# 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

⚪ 两台主库创建账号并授权

# 创建itcast用户，并设置密码，该用户可以在任意主机连接该MySQL服务
CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456';
# 为'itcast'@'%'用户分配主从复制权限
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%';

通过指令，查看两台主库的二进制日志坐标

show master status;

⚪ 从库配置（Slave1-192.168.200.212）

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=2

2.重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

⚪ 从库配置（Slave2-192.168.200.214）

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=4

2.重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

⚪ 两台从库配置关联的主库

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',
MASTER_LOG_FILE='xxx',MASTER_LOG_POS_xxx;

需要注意slvae1对应的是master1，slave2对应的是master2.

启动两台从库主从复制，查看从库状态

start slave;

show slave status \G;

⚪ 两台主库相互复制
Master2复制Master1，Master1复制Master2。

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',
MASTER_LOG_FILE='xxx',MASTER_LOG_POS_xxx;

启动两台从库主从复制，查看从库状态

start slave;

show slave status \G;

5.双主双从读写分离

  • 配置

Mycat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件和datahost标签的balance属性控制，通过writeType及switchType未完成失败自动切换的。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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：写操作都转发到第一台writeHost，writeHost1
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

6.总结

1.介绍

读写分离是为了降低单台服务器的访问压力，写走主库，读走从库。

2.一主一从

MySQL主从复制是基于二进制日志binlog实现的。master、slave

3.一主一从读写分离

< writeHost > < readHost />< /writeHost >、balance属性

4.双主双从

两台主库，相互复制，互为主备，增强MySQL的可用性。

5.双主双从读写分离

< writeHost > < readHost />< /writeHost >、balance、writeType、switchType属性

# mysql # 运维 # 数据库
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