异步复制

异步复制是mysql自带的最原始的复制方式，主库和备库成功建立起复制关系后，在备库上会有一个IO线程去主库拉取binlog，并将binlog写到本地，就是图1中的Relay log，然后备库会开启另外一个SQL线程去读取回放Relay log，通过这种方式达到Master-Slave数据同步的目的。通常情况下，Slave是只读的，可以承担一部分读流量，而且可以根据实际需要，添加一个或多个Slave，这样在一定程度上可以缓解主库的读压力；另一方面，若Master出现异常(crash，硬件故障等)，无法对外提供服务，此时Slave可以承担起Master的重任，避免了单点的产生，所以复制就是为容灾和提高性能而生。

图1

半同步复制

一般情况下，异步复制就已经足够应付了，但由于是异步复制，备库极有可能是落后于主库，特别是极端情况下，我们无法保证主备数据是严格一致的(即使我们观察到Seconds Behind Master 这个值为0)。比如，当用户发起commit命令时，Master并不关心Slave的执行状态，执行成功后，立即返回给用户。试想下，若一个事务提交后，Master成功返回给用户后crash，这个事务的binlog还没来得及传递到Slave，那么Slave相对于Master而言就少了一个事务，此时主备就不一致了。对于要求强一致的业务是不可以接受的，半同步复制就是为了解决数据一致性而产生的。

为什么叫半同步复制？先说说同步复制，所谓同步复制就是一个事务在Master和Slave都执行后，才返回给用户执行成功。而半同步复制不要求Slave执行，而仅仅是接收到日志后，就通知Master可以返回了。这里关键点是Slave接受日志后是否执行，若执行后才通知Master则是同步复制，若仅仅是接受日志成功，则是半同步复制。对于Mysql而言，我们谈到的日志都是binlog，对于其他的关系型数据库可能是redo log或其他日志。

半同步复制如何实现？半同布复制实现的关键点是Master对于事务提交过程特殊处理。目前实现半同步复制主要有两种模式，AFTER_SYNC模式和AFTER_COMMIT模式。两种方式的主要区别在于是否在存储引擎提交后等待Slave的ACK。

先来看看AFTER_COMMIT模式，如图2，Start和End分别表示用户发起Commit命令和Master返回给用户的时间点，中间部分就是整个Commit过程Master和Slave做的事情。

图2

Master提交时，会首先将该事务的redo log刷入磁盘，然后将事务的binlog刷入磁盘(这里其实还涉及到两阶段提交的问题，这里不展开讲)，然后进入innodb commit流程，这个步骤主要是释放锁，标记事务为提交状态(其他用户可以看到该事务的更新)，这个过程完成后，等待Slave发送的ACK消息，等到Slave的响应后，Master才成功返回给用户。看到图中红色虚线部分，这段是Master和Slave的同步逻辑，是Master-Slave一致性的保证。

半同步复制是否能保证不丢数据？我们通过几种场景来简单分析下。第一种情况：假设Master第1，2步执行成功后，binlog还没来得及传递给Slave，此时Master挂了，Slave作为新Master提供服务，那么备库比主库要少一个事务(因为主库的redo 和binlog已经落盘)，但是不影响用户，对于用户而言，这个事务没有成功返回，那么提交与否，用户都可以接受，用户一定会进行异常捕获而重试。第二种情况，假设第3步innodb commit执行成功后，binlog还没来得及传递给Slave，此时Master挂了，此时与第一种情况一样，备库比主库少一个事务，但是其他用户在3执行完后，可以看到该事务的更新，而切换到备库后，却发现再次读这个更新又没了，这个就发生了“幻读”，如果其他事务依赖于这个更新，则会对业务逻辑产生影响。当然这仅仅是极端情况。

对于第二种情况产生的影响，AFTER_SYNC模式可以解决这一问题。与AFTER_COMMIT相比，master在AFTER_SYNC模式下，Fsync binlog后，就开始等待SLAVE同步。那么在进行第5步innodbcommit后，即其它事务能看到该事务的更新时，Slave已经成功接收到binlog，即使发生切换，Slave拥有与Master同样的数据，不会发生“幻读”现象。但是对于上面描述的第一种情况，结果是一样的。

所以，在极端情况下，半同步复制的Master-Slave会有一个事务不一致，但是对于用户而言，由于这个事务并没有成功返回给用户，所以无论事务提交与否都是可以接受的，用户有必要进行查询或重试，判读是否更新成功。或者我们想想，对于单机而言，若事务执行成功后，返回给用户时，网络断了，用户也是面临一样的问题，所以，这不是半同步复制的问题。对于提交返回成功的事务，版同步复制保证Master-Slave一定是一致的，从这个角度来看，半同步复制不会丢数据，可以保证Master-Slave的强一致性。图3是AFTER_SYNC模式，事务提交过程。

图3