一、介绍

复制（Replication）是用以从源实例（主库，master）拷贝数据到目标实例（从库，slaves），使用的是MySQL自身的binlog文件进行，binlog记录了源实例的数据变更情况，以此在目标端回放，从而达到数据一致的效果（所以若需要进行复制，必须开启源端实例的binlog）。
默认情况下，Replication默认是异步复制，即binlog是异步复制到目标实例的，slaves的状态不会影响到master；此外，MySQL也提供了半同步复制（Semisynchronous Replication）：即master上的事务，需要等到至少一个slave确认收到事务的所有events，才能勾提交成功，否则会超时失败。MySQL在部分场景下支持“全同步复制”：即所有slaves写盘成功后，master才能提交成功，例如MySQL Cluster，但是“完全同步复制”会阻塞master，严重影响性能，依赖网路。

MySQL Cluster中存储引擎为NDB（Network Database），在实例环境中较少用到，用得更多的是InnoDB，因此官方也有对于InnoDB的集群方案—-InnoDB Cluster。

除了使用binlog中的file名称和位点信息进行顺序复制外，MySQL提供基于GTIDs（global transaction identifiers）的复制方式：即在集群中，GTID是唯一的，由于每个事务的GTID都不相同，这使得在事务的追溯，或是新增slave、master实例的fail over宕机切换等方面变得简单。

二、常见集群架构

2.1 一主一从

即一个主库一个从库，是最为常见的集群架构。一主一从结构简单，常在很多环境进行使用，例如读写分离、数据库备份等。

2.2 一主多从

一个主库多个从库，多个从库可以提供给不同的应用方，例如业务方使用一个从库，大数据的离线任务使用另一个。

2.3 多源复制

把多个主库的数据复制到同一个从库，通常作为数据的备份归档使用。

2.4 级联复制

即从库作为另一个实例的主库，A复制到B，B复制到C。为了防止主库上的复制压力过大，例如主库上已经有3/4个从库了，若继续添加，会导致主库的性能有所下降（复制也是需要消耗硬件资源的，例如网络带宽），而若是半同步，则影响会更为明显，所以可以用级联复制的方式，减轻主库的负担。

2.5 组复制

Group replication（https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/group-replication.html），是MySQL官方通过插件形式（plugin）提供的高可用容错的复制拓扑结构。简单来说就是把多个MySQL的实例，组成一个集群，共同向clinets提供服务，以减轻单点的负担，同时还能提供高可用，在master故障时候，使用其它的节点提供master的服务。由于涉及到的内容过多，后续会详细介绍。官方文档甚至单列了一章来介绍Group Replication。

2.6 双主复制

双主复制，其实是两个实例互为主从，可以调整自增值、步长等配置，使两端的实例能够正常运行，但是在实际环境中，双主容易出现数据不一致的情况。

三、Replication的主要功能：

3.1 横向拓展/降低主库负载

部分对于延迟要求不高的查询，或是较为复杂的统计分析累查询，可以放在从库进行，以降低这类查询对于主库的影响。如下图所示，master主要负责“写”操作，其它的从库，则分担不同的读查询。

3.1 用以备份

在异步复制中，从库的状态不会影响到主库，所以我们可以使用mysqldump或者是xtranbackup等工具，在从库上备份数据，防止备份过程影响到主库。

3.2 从库使用不同的表结构

由于复制是不区分目标和源的部分状态的（即只要binlog中的SQL能够正常回放即可）。所以，从库上可以建立不同的索引，甚至是使用不同的存储引擎，以适应需要在从库上进行查询的业务。

3.3 数据库拆分

通常在业务上线前期，部分量小的数据库，会被放在同一个实例中，但是随着数据量或者QPS的升高，需要将其中的数据库进行拆分，就可以使用复制Replication，将不同的数据库，复制到不同的实例中。可以使用–replicate-wild-do-table=databaseA.%进行数据库、表的过滤。

3.4 高可用

复制可用以把master复制到另一个实例，当master意外宕机时，立即切换到新的实例上，从而降低对于业务的影响。这其中有数据一致性的相关要求，例如半同步复制中的：lossless replication，即无损复制，从5.7.2版本开始加入，相关配置为：rpl_semi_sync_master_wait_point，具体可参考：http://codercoder.cn/index.php/2019/09/mysql5-7-lossless-semi-replication/

3.5 延迟复制

即人为让从库产生多长时间的延迟，通过CHANGE MASTER TO MASTER_DELAY = N;进行指定。作用：
（1）若主库上产生误操作，可以及时使用正常数据的从库进行恢复
（2）测试延迟对于某些业务功能的影响
（3）可以在从库上看到历史的数据
参考：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/replication-delayed.html

实际环境中，复制还有许许多多的使用方式，例如搭配着多源复制和延迟复制，进行数据的备份，除了能恢复误操作的数据，一个实例存放多个源实例的数据备份，还能节省成本；使用lossless半同步复制，能够让我们的高可用环境数据一致性得以更好的保证，降低了数据不一致的风险等等……
而只要是涉及到MySQL的迁移、同步等等，均是基于复制进行的，所以需要深刻了解复制的过程，发挥其最大的作用。

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