讀寫分離

讀寫分離是一種常見的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設計，從字面上就很容易理解，就是數(shù)據(jù)的：“讀”、和“寫”分離。

如下圖所示：

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寫操作（包括：插入、更新和刪除操作...等等），由主數(shù)據(jù)庫（Master）處理。

而讀操作（包括：查詢...等操作），由從數(shù)據(jù)庫（Slave）處理。

這就是“讀寫分離”，通過將讀操作分散到多個從數(shù)據(jù)庫上，減少主數(shù)據(jù)庫的負載，從而，極大的提升整個系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。

讀寫分離實現(xiàn)原理

上面我們談了“讀寫分離”的價值，對于互聯(lián)網(wǎng)應用“讀多”和“寫少”的場景，比如：電商等典型業(yè)務是非常適用的。

知道了其重要性，下面我接著談：如何來實現(xiàn)”讀寫分離“？

讀寫分離的架構(gòu)實現(xiàn)，整體如下圖所示：

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從上圖可看出，讀寫分離是基于：“主從復制架構(gòu)”來實現(xiàn)的。

• 主數(shù)據(jù)庫：負責處理所有的寫操作（比如：插入、更新、刪除...）。
• 從數(shù)據(jù)庫：通過復制機制從主數(shù)據(jù)庫獲取并應用數(shù)據(jù)更改，處理所有的讀操作。

通過上面的講述，知道了實現(xiàn)機制依賴于“主從復制”。

所以，要掌握好讀寫分離的原理，還需要掌握“主從復制”的實現(xiàn)機制原理。

下面，我接著談@mikechen

我以MySQL的主從復制為例，整體架構(gòu)實現(xiàn)，如下圖所示：

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實現(xiàn)步驟，大致分為如下幾點：

第一步：主數(shù)據(jù)庫記錄二進制日志（binlog）；

比如：當主數(shù)據(jù)庫執(zhí)行寫操作，比如：INSERT、UPDATE、DELETE。。。等操作時，首先，這些操作會被記錄到二進制日志中。

MySQL 二進制日志（Binlog）：是 MySQL 服務器用來記錄所有更改數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)操作的日志文件，包括 DDL 語句和 DML 語句。

[mysqld]
log-bin=mysql-bin           # 啟用二進制日志并指定日志文件前綴
server-id=1                 # 設置服務器唯一 ID
binlog-format=row           # 設置 Binlog 格式（row、statement、mixed）
expire-logs-days=7          # 自動清除超過7天的 Binlog 文件
max_binlog_size=100M        # 單個 Binlog 文件的最大大小

所有數(shù)據(jù)更改的詳細信息，都放在這個二進制文件中，是主從復制的核心。

第二步：從數(shù)據(jù)庫讀取二進制日志（binlog）；

從數(shù)據(jù)庫通過I/O線程，連接到主數(shù)據(jù)庫，讀取主數(shù)據(jù)庫的二進制日志，并將其保存到本地的中繼日志（relay log）中。

大致流程：

• I/O線程啟動：從數(shù)據(jù)庫上的I/O線程，使用專用的復制用戶連接到主數(shù)據(jù)庫；
• 讀取二進制日志：I/O線程讀取主數(shù)據(jù)庫的二進制日志，將其內(nèi)容寫入到從數(shù)據(jù)庫的中繼日志中；
• 日志同步：I/O線程不斷地從主數(shù)據(jù)庫讀取新的二進制日志，并更新到中繼日志中。

第三步：從數(shù)據(jù)庫應用中繼日志（relay log）。

從數(shù)據(jù)庫的SQL線程讀取中繼日志，并重放其中的寫操作，更新從數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

這樣，從數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)狀態(tài)就會逐步跟上主數(shù)據(jù)庫。

通過以上步驟，主從復制實現(xiàn)了主數(shù)據(jù)庫與從數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)同步，從而可以實現(xiàn)讀寫分離了。

讀寫分離總結(jié)

總之，讀寫分離是提升數(shù)據(jù)庫性能和擴展性的有效手段，通過將讀操作分散到多個從數(shù)據(jù)庫上，可以顯著提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力、和響應速度。