面试题：MySQL 同步复制机制中的主从复制原理

Question

请详细阐述 MySQL 主从复制机制的工作原理，包括涉及到的关键线程、日志以及数据同步的具体流程。

Answer 1

1. 关键线程

• 主库（Master）：
  • Binlog Dump 线程：当从库连接主库时，主库会为每个连接的从库创建一个 Binlog Dump 线程。该线程负责读取主库的二进制日志（Binlog），并将其发送给从库。
• 从库（Slave）：
  • I/O 线程：负责与主库建立连接，向主库发送请求，请求获取主库的二进制日志。从主库的 Binlog Dump 线程接收二进制日志，并将其写入到从库的中继日志（Relay Log）中。
  • SQL 线程：从库的 SQL 线程负责读取中继日志中的事件，并按照顺序在从库上执行这些事件，从而使从库的数据与主库保持一致。

2. 关键日志

• 二进制日志（Binlog）：
  • 记录内容：主库上所有修改数据的操作都会记录到二进制日志中，如 INSERT、UPDATE、DELETE 等语句，以及一些可能会影响数据的 DDL 语句（如 CREATE TABLE、ALTER TABLE 等）。
  • 作用：用于主从复制时主库向从库传输数据修改信息，同时也用于数据库的恢复（如基于时间点恢复 PITR）。
• 中继日志（Relay Log）：
  • 记录内容：从库的 I/O 线程从主库获取的二进制日志内容会被写入中继日志。它包含了主库上数据修改的事件记录。
  • 作用：作为从库 SQL 线程执行数据同步的数据源，SQL 线程按顺序读取中继日志并执行其中的事件，使从库数据与主库同步。

3. 数据同步具体流程

1. 配置主从关系：
   • 在主库配置文件（如 my.cnf）中开启二进制日志功能，设置 server - id（一个唯一的标识，整个复制拓扑中每个节点的 server - id 都不同）等相关参数。
   • 在从库配置文件中同样设置唯一的 server - id 等参数。然后在从库上使用 CHANGE MASTER TO 语句指定主库的地址、端口、复制用户及密码，以及主库二进制日志文件名和位置（这些信息可通过在主库执行 SHOW MASTER STATUS 获得）。
2. 建立连接：
   • 从库启动 I/O 线程，该线程根据配置连接到主库。主库为这个连接创建一个 Binlog Dump 线程。
3. 主库发送 Binlog：
   • 主库的 Binlog Dump 线程开始读取主库的二进制日志，并将其发送给从库的 I/O 线程。
4. 从库接收并写入 Relay Log：
   • 从库的 I/O 线程接收主库发送的二进制日志内容，并将其写入到中继日志中。同时，I/O 线程会记录当前读取到主库二进制日志的位置（Master_Log_File 和 Read_Master_Log_Pos），这些信息记录在从库的 relay - log.info 文件中。
5. 从库执行 Relay Log：
   • 从库的 SQL 线程读取中继日志中的事件，并在从库上按顺序执行这些事件。SQL 线程也会记录自己执行到中继日志的位置（Relay_Log_File 和 Relay_Log_Pos），这些信息记录在从库的 relay - log.info 文件中。通过不断重复上述步骤，主库的数据修改会持续同步到从库，保持主从数据的一致性。