使用Mycat构建MySQL读写分离、主从复制、主从高可用

数据库读写分离对于大型系统或者访问量很高的互联网应用来说，是必不可少的一个重要功能。

从数据库的角度来说，对于大多数应用来说，从集中到分布，最基本的一个需求不是数据存储的瓶颈，而是在于计算的瓶颈，即SQL查询的瓶颈，我们知道，正常情况下，Insert SQL就是几十个毫秒的时间内写入完成，而系统中的大多数Select SQL则要几秒到几分钟才能有结果，很多复杂的SQL，其消耗服务器CPU的能力超强，不亚于死循环的威力。在没有读写分离的系统上，很可能高峰时段的一些复杂SQL查询就导致数据库服务器CPU爆表，系统陷入瘫痪，严重情况下可能导致数据库崩溃。因此，从保护数据库的角度来说，我们应该尽量避免没有主从复制机制的单节点数据库。

环境

最低环境需求

MySQL	5.5及以上
Java JDK	7及以上

主服务器环境

CentOS	7.4.1708
MySQL	5.6.40
Java JDK	10.0.1
Mycat	1.6

从服务器环境

CentOs	7.2.1511
MySQL	5.6.35

安装

主服务器安装

安装MySQL

本人使用的环境为自动部署上去的，其中已包含Mysql，所以关于MySQL 的单独安装请大家参考网上的教程。

安装Java JDK

下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

点击 DOWNLOAD

同意协议，点击下载。

登录服务器，创建 Java JDK 安装目录

mkdir /usr/local/java

上传 JDK 至目录

解压 JDK 至当前目录

tar -zxvf jdk-10.0.1_linux-x64_bin.tar.gz

编辑配置文件，配置环境变量

vim /etc/profile

添加如下内容：JAVA_HOME根据实际目录来
JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk-10.0.1
CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/
PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
export PATH JAVA_HOME CLASSPATH

重启机器

sudo shutdown -r now

查看安装情况

java -version

安装Mycat

MyCAT有提供编译好的安装包，支持windows、Linux、Mac、Solaris等系统上安装与运行。

下载地址：http://dl.mycat.io/

这里我选择下载1.6版本：Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz

上传 Mycat 至服务器 /usr/local

解压 Mycat 至当前目录

tar -zxvf Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz

移动安装包至 mycat 文件夹

mv Mycat-server-1.6-RELEASE-20161028204710-linux.tar.gz /usr/local/mycat/

创建用户并设置

useradd Mycat
chown -R Mycat.Mycat /usr/local/mycat/
passwd Mycat

mycat 文件夹目录说明

/usr/local/mycat
├── bin
├── catlet
├── conf
├── lib
├── logs
└── version.txt

目录解释如下：

bin 程序目录，存放了window版本和linux版本，除了提供封装成服务的版本之外，也提供了nowrap的shell脚本命令，方便大家选择和修改，进入到bin目录：

Linux下运行：./mycat console,首先要chmod +x *

注：mycat支持的命令{ console | start | stop | restart | status | dump }

conf目录下存放配置文件，server.xml是Mycat服务器参数调整和用户授权的配置文件，schema.xml是逻辑库定义和表以及分片定义的配置文件，rule.xml是分片规则的配置文件，分片规则的具体一些参数信息单独存放为文件，也在这个目录下，配置文件修改，需要重启Mycat或者通过9066端口reload.

lib目录下主要存放mycat依赖的一些jar文件.

日志存放在logs/mycat.log中，每天一个文件，日志的配置是在conf/log4j.xml中，根据自己的需要，可以调整输出级别为debug，debug级别下，会输出更多的信息，方便排查问题.

注意：Linux下部署安装MySQL，默认不忽略表名大小写，需要手动到/etc/my.cnf 下配置 lower_case_table_names=1 使Linux环境下MySQL忽略表名大小写，否则使用MyCAT的时候会提示找不到表的错误！

增加环境变量

MyCAT在Linux中部署启动时，首先需要在Linux系统的环境变量中配置MYCAT_HOME,操作方式如下：

vi /etc/profile

在文件中增加
export MYCAT_HOME=/usr/local/mycat

刷新环境变量

source /etc/profile

Mycat 集群配置

如果是在多台Linux系统中组建的MyCAT集群，那需要在MyCAT Server所在的服务器上配置对其他ip和主机名的映射，配置方式如下：

vi /etc/hosts

例如：我有4台机器，配置如下：

IP 主机名：

192.168.100.2 sam_server_1

192.168.100.3 sam_server_2

192.168.100.4 sam_server_3

192.168.100.5 sam_server_4

编辑完后，保存文件。

启动 Mycat

经过以上两个步骤的配置，就可以到 /usr/local/Mycat/bin 目录下执行：（先不要动配置文件）

./mycat start

即可启动mycat服务！

注：mycat支持的命令{ console | start | stop | restart | status | dump }

初次执行可以使用 ./mycat console 命令执行，这样有失败信息直接就能显示出来。

检验执行是否成功可以使用 ./mycat status

开放端口

如果开启防火墙需要开放8066/9066端口，9066和8066分别侦听管理员和应用程序的连接请求。

vim /etc/sysconfig/iptables

添加：
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 8066 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 9066 -j ACCEPT

重启 iptables
systemctl restart iptables.service

从服务器安装

从服务器主要用到的是 MySQL，环境为自动部署上去的，其中已包含Mysql，所以关于MySQL 的单独安装请大家参考网上的教程。

配置MySQL主从复制

配置mysql端主从的数据自动同步，mycat不负责任何的数据同步问题。

关于 MySQL 主从复制的介绍我不多赘述，其中优缺点有兴趣的可以查阅相关资料。主要复制方式：

基于SQL语句的复制(statement-based replication, SBR)，
基于行的复制(row-based replication, RBR)，
混合模式复制(mixed-based replication, MBR)。

基于SQL语句的方式最古老的方式，也是目前默认的复制方式，后来的两种是MySQL 5以后才出现的复制方式。

主服务器配置

登录MySQL，创建一个同步账号，并分配用户权限

CREATE USER 'AiMasterSlave'@'%' IDENTIFIED BY '123456';

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'AiMasterSlave'@'%';

修改/etc/my.cnf

server-id = 2 # 每台服务器标识要唯一，不要设置为0，为0会拒绝所有链接

log_bin = mysql-bin

重启Mysql

service mysqld restart

登录MySQL，查看二进制日志

show master status;

记录下来，一会要用到。

检查3306端口是否开放，如果没开放，开放端口，参考上面打开8066端口方法

从服务器配置

先别着急配置，尝试远程链接主服务器，检验一下

mysql -h192.168.1.45 -uAiMasterSlave -p123456

如果不能链接，请检验主服务器用户配置

修改/etc/my.cnf

server-id = 1
replicate_wild_do_table=master_slave_test.% # 同步库
replicate_wild_ignore_table=mysql.% # 排除库

重启Mysql

service mysqld restart

登录MySQL

stop slave;

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='192.168.1.45',
MASTER_USER='AiMasterSlave',
MASTER_PASSWORD='123456',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000013',
MASTER_LOG_POS=680;

start slave;

查看状态

show slave status G;

如果上面两处都为 Yes 说明配置就没问题。为 NO 或者 connecting 请检查配置和防火墙设置是否准确。

测试主从复制

我在主服务器写的数据，从服务器会自动同步，说明配置生效。

配置Mycat读写分离

关于 Mycat 的详细配置说明，请到官网去查阅文档，太多了我就不搬过来了。资料下载：百度云

server.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- - - Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
    - you may not use this file except in compliance with the License. - You 
    may obtain a copy of the License at - - http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
    - - Unless required by applicable law or agreed to in writing, software - 
    distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, - WITHOUT 
    WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. - See the 
    License for the specific language governing permissions and - limitations 
    under the License. -->
<!DOCTYPE mycat:server SYSTEM "server.dtd">
<mycat:server xmlns:mycat="http://io.mycat/">
    <system>
    <property name="useSqlStat">0</property>  <!-- 1为开启实时统计、0为关闭 -->
    <property name="useGlobleTableCheck">0</property>  <!-- 1为开启全加班一致性检测、0为关闭 -->

        <property name="sequnceHandlerType">2</property>
      <!--  <property name="useCompression">1</property>--> <!--1为开启mysql压缩协议-->
        <!--  <property name="fakeMySQLVersion">5.6.20</property>--> <!--设置模拟的MySQL版本号-->
    <!-- <property name="processorBufferChunk">40960</property> -->
    <!-- 
    <property name="processors">1</property> 
    <property name="processorExecutor">32</property> 
     -->
        <!--默认为type 0: DirectByteBufferPool | type 1 ByteBufferArena-->
        <property name="processorBufferPoolType">0</property>
        <!--默认是65535 64K 用于sql解析时最大文本长度 -->
        <!--<property name="maxStringLiteralLength">65535</property>-->
        <!--<property name="sequnceHandlerType">0</property>-->
        <!--<property name="backSocketNoDelay">1</property>-->
        <!--<property name="frontSocketNoDelay">1</property>-->
        <!--<property name="processorExecutor">16</property>-->
        <!--
            <property name="serverPort">8066</property> <property name="managerPort">9066</property> 
            <property name="idleTimeout">300000</property> <property name="bindIp">0.0.0.0</property> 
            <property name="frontWriteQueueSize">4096</property> <property name="processors">32</property> -->
        <!--分布式事务开关，0为不过滤分布式事务，1为过滤分布式事务（如果分布式事务内只涉及全局表，则不过滤），2为不过滤分布式事务,但是记录分布式事务日志-->
        <property name="handleDistributedTransactions">0</property>
        
            <!--
            off heap for merge/order/group/limit      1开启   0关闭
        -->
        <property name="useOffHeapForMerge">1</property>

        <!--
            单位为m
        -->
        <property name="memoryPageSize">1m</property>

        <!--
            单位为k
        -->
        <property name="spillsFileBufferSize">1k</property>

        <property name="useStreamOutput">0</property>

        <!--
            单位为m
        -->
        <property name="systemReserveMemorySize">384m</property>


        <!--是否采用zookeeper协调切换  -->
        <property name="useZKSwitch">true</property>


    </system>
    
    <!-- 全局SQL防火墙设置 -->
    <!-- 
    <firewall> 
       <whitehost>
          <host host="127.0.0.1" user="mycat"/>
          <host host="127.0.0.2" user="mycat"/>
       </whitehost>
       <blacklist check="false">
       </blacklist>
    </firewall>
    -->

    <user name="mycat">
        <property name="password">123456</property>
        <property name="schemas">TESTDB</property>
        <property name="readOnly">false</property>
    </user>

</mycat:server>

View Code

schema.xml

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE mycat:schema SYSTEM "schema.dtd">
<mycat:schema xmlns:mycat="http://io.mycat/">

    <schema name="TESTDB" checkSQLschema="false" sqlMaxLimit="100" dataNode="dn1"></schema>

    <dataNode name="dn1" dataHost="aiMasterSlave" database="master_slave_test" />

    <dataHost name="aiMasterSlave" maxCon="1000" minCon="10" balance="3"
              writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1"  slaveThreshold="100">
        <heartbeat>select user()</heartbeat>
        <!-- can have multi write hosts -->
        <writeHost host="hostM1" url="192.168.1.45:3306" user="AiMasterSlave"
                   password="123456">
            <!-- can have multi read hosts -->
            <readHost host="hostS2" url="192.168.1.239:3306" user="aliyun" password="123456" />
        </writeHost>
    </dataHost>

</mycat:schema>

测试读写分离

开启debug级别日志（生产环境不要一直设置日志级别为debug）

vi /usr/local/mycat/conf/log4j2.xml

重启Mycat

使用本地 Shell 测试

检验物理数据库

数据已同步，说明没问题！

查看Mycat日志

可以看到读和写分别走两个服务器。至此，读写分离和主从配置完毕！

Mycat高可用方案

Mycat作为一个代理层中间件，Mycat系统的高可用涉及到Mycat本身的高可用以及后端MySQL的高可用。在大多数情况下，建议采用标准的MySQL主从复制高可用性配置并交付给Mycat来完成后端MySQL节点的主从自动切换。

应用强制走写/从

一个查询SQL语句以/*balance*/注解来确定其是走读节点还是写节点。 1.6以后添加了强制走读走写处理：

强制走从：

/*!mycat:db_type=slave*/ select * from travelrecord 
/*#mycat:db_type=slave*/ select * from travelrecord 

强制走写：

/*#mycat:db_type=master*/ select * from travelrecord 
/*!mycat:db_type=master*/ select * from travelrecord

根据主从延时切换

1.4开始支持MySQL主从复制状态绑定的读写分离机制，让读更加安全可靠，配置如下：

MyCAT心跳检查语句配置为 show slave status ，dataHost 上定义两个新属性： switchType="2" 与 slaveThreshold="100"，此时意味着开启MySQL主从复制状态绑定的读写分离与切换机制，Mycat心跳机制通过检测 show slave status 中的 "Seconds_Behind_Master", "Slave_IO_Running", "Slave_SQL_Running" 三个字段来确定当前主从同步的状态以及Seconds_Behind_Master主从复制时延，当Seconds_Behind_Master>slaveThreshold时，读写分离筛选器会过滤掉此Slave机器，防止读到很久之前的旧数据，而当主节点宕机后，切换逻辑会检查Slave上的Seconds_Behind_Master是否为0，为0时则表示主从同步，可以安全切换，否则不会切换。

<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native"
          switchType="2" slaveThreshold="100">
    <heartbeat>show slave status</heartbeat> <!-- can have multi write hosts -->
    <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="123456"></writeHost>
    <writeHost host="hostS1" url="localhost:3316" user="root" password="123456"/>
</dataHost>

1.4.1 开始支持MySQL 集群模式，让读更加安全可靠，配置如下： MyCAT心跳检查语句配置为 show status like ‘wsrep%’ ， dataHost 上定义两个新属性： switchType="3"
此时意味着开启MySQL集群复制状态状态绑定的读写分离与切换机制，Mycat心跳机制通过检测集群复制时延时，如果延时过大或者集群出现节点问题不会负载改节点。 

<dataHost name="localhost1" maxCon="1000"
minCon="10" balance="0" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="3" >
    <heartbeat> show status like ‘wsrep%’</heartbeat>
    <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="123456"></writeHost>
    <writeHost host="hostS1" url="localhost:3316" user="root" password="123456"></writeHost>
</dataHost>

主从数据监控

关于主从监控（数据一致性，延迟监测），我使用的是 percona-toolkit

关于 percona-toolkit 的配置与使用，可以参考：http://www.cnblogs.com/kevingrace/p/6261091.html