高并发架构系列：数据库主从同步的 3 种方案
关注△mikechen的互联网架构△，10年+BAT架构经验倾囊相授
大家好，我是 mikechen | 陈睿 。
在昨天的文章中，我们深入高并发场景下的锁，详见：MySQL最全锁与Java最全并发锁。
今天接着聊：高并发场景下的数据库同步的3种解决方案
在高并发场景下，数据主从同步是必然的方式，除了数据库主从同步外，还会涉及到分布式环境下的数据同步。@mikechen
01 数据主从同步的由来
互联网的很多业务，特别是在高并发的场景下，基本都是读远远大于写，如果数据库读和写的压力都同在一台主机上，这显然不太合理。
于是，把一台数据库主机分为单独的一台写主库（主要负责写操作），而把读的数据库压力分配给读的从库，而且读从库可以变为多台，这就是读写分离的典型场景如下：
为了进一步的降低数据库端的压力(高并发的瓶颈)，这个时候也会在业务层部署分布式缓存集群(redis)等，把读的压力转移给应用服务器端，其实与数据主从的设计是遵循同一个原则，降低后端数据库的压力。
问题：
读写分离提高了资源的利用效率的同时也引出了一个问题，就是由于延时（网络传输，操作）而引起的数据库主从不一致的问题，以下会详细谈相关的数据一致性解决方案。
02 数据库半同步复制
半同步复制：办法就是等主从同步完成之后，等主库上的写请求再返回，这就是常说的“半同步复制"。
实现方案
mysql的半同步复制方案，下面我以mysql为例介绍。
MySQL半同步复制
MySQL的Replication默认是一个异步复制的过程，从MySQL5.5开始，MySQL以插件的形式支持半同步复制，我先谈下异步复制，这样可以更好的理解半同步复制。
1）异步复制
MySQL默认的复制是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立即将结果返给给客户端，并不关心从库是否已经接收并处理，这样就会有一个问题，主如果crash掉了，此时主上已经提交的事务可能并没有传到从库上。
2）半同步复制
介于异步复制和全同步复制之间，主库在执行完客户端提交的事务后不是立刻返回给客户端，而是等待至少一个从库接收到并写到relay log中才返回给客户端。相对于异步复制，半同步复制提高了数据的安全性，同时它也造成了一定程度的延迟，这个延迟最少是一个TCP/IP往返的时间。所以，半同步复制最好在低延时的网络中使用。
半同步复制原理：
事务在主库写完binlog后需要从库返回一个已接受，才放回给客户端
mysql5.5版本以后，以插件的形式存在，需要单独安装
确保事务提交后，binlog至少传输到一个从库
不保证从库应用完成这个事务的binlog
性能有一定的降低
网络异常或从库宕机，卡主库，直到超时或从库恢复
该方案优点：
利用数据库原生功能，比较简单。
该方案缺点：
主库的写请求时延会增长，吞吐量会降低。
03 数据库中间件同步
流程：
1）所有的读写都走数据库中间件，通常情况下，写请求路由到主库，读请求路由到从库
2）记录所有路由到写库的key，在主从同步时间窗口内（假设是500ms），如果有读请求访问中间件，此时有可能从库还是旧数据，就把这个key上的读请求路由到主库。
3）在主从同步时间过完后，对应key的读请求继续路由到从库。
该方案优点：
能保证一致。
该方案缺点：
数据库中间件的成本较高。
04 缓存记录写key同步
写流程：
1）如果key要发生写操作，记录在cache里，并设置“经验主从同步时间”的cache超时时间，例如500ms
2）然后修改主数据库
读流程：
1）先到缓存里查看，对应key有没有相关数据
2）有相关数据，说明缓存命中，这个key刚发生过写操作，此时需要将请求路由到主库读最新的数据。
3）如果缓存没有命中，说明这个key上近期没有发生过写操作，此时将请求路由到从库，继续读写分离。
该方案优点：
相对数据库中间件，成本较低
该方案缺点：
为了保证“一致性”，引入了一个cache组件，并且读写数据库时都多了缓存操作。
以上，就是数据库主从同步一致性方案详解。
如果想更深入了解分布式架构技术，请查看我的往期系列连载：
- 单点登录SSO的实现原理与方案详解
- 史上最全负载均衡原理图文详解
- 什么是幂等性？四种接口幂等性方案详解
- 史上最强大型网站演变全过程架构详解
- Dubbo的详细介绍、设计思路、以及4大适用场景
- 微服务Dubbo和SpringCloud微服务架构设计优劣势比较
- 如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
我是 mikechen | 陈睿 ，关注【mikechen的互联网架构】，10年+BAT架构技术倾囊相授。
本文已同步我的技术博客 www.mikechen.cc，更新至我原创的《30W+字大厂架构技术合集》中。
- 点赞
- 收藏
- 关注作者
评论（0）