3.3 系统实现
完成上述准备后可以开始实现MySQL数据库的一对多复制，对应用系统的数据库访问代码进行优化，使更新操作UPDATE、INSERT等SQL语句定向到Master服务器，查询检索SELECT语句定向到Slave服务器，从而实现负载均衡;当主服务器Master出现故障停止服务时，通过服务器角色转换实现冗余容错;上述所有服务器通过高速核心交换机连接在一起，协同工作，提供集群(Cluster)性能。下面，本文就此举一简例，具体说明实现(Implementation)步骤。
3.3.1 准备主服务器
(1). 在主服务器上创建示例数据库repl_db
从本地或远程终端登录到Master服务器，执行CREATE DATABASE repl_db;语句，创建示例数据库repl_db。建立表repl_table：
mysql>CREATE TABLE repl_table (f1 INT, f2 VARCHAR(20)) ;
向表中添加数据：
mysql>INSERT INTO repl_table (f1, f2) VALUES(1, ‘first’);
(2). 授予Slave复制(Replication)权限
授予从属服务器Slave进行复制的权限。假设从属服务器连接到主服务器复制的用户名为“repl”，密码为“g00r002b”：
mysql>GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO repl@’%’ IDENTIFIED BY ‘g00r002b’;
刷新系统权限表，锁定写入语句操作：
mysql>FLUSH TABLES WITH READ LOCK;
这时所有写入操作都被锁定，包括支持事务(Transaction)特性的InnoDB类型表的提交(COMMIT)操作也被锁定，为数据库初始复制(copy)做好准备。
(3). 简单备份repl_db
在此，通过tar命令把数据库初始数据备份到/tmp目录。
# tar cvf /tmp/mysql-data.tar /app/mysql5/data/repl_db
(4). 记录主服务器状态
执行SHOW MASTER STATUS 语句：
mysql> SHOW MASTER STATUS;
-------------------------------------+------------------+-----------------------+---------------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------------------------+------------------+-----------------------+--------------------------+
| mysql-master-bin.000001 | 1027 | | |
+------------------------------------+------------------+----------------------+---------------------------+
记下File和Position两个参数的值，从属服务器Slave为了复制(replication)连接到主服务器Master时要用到这两个参数，如果参数与此不符将导致复制(replication)失败!
(5). 释放主服务器表级写入锁定
mysql>UNLOCK TABLES;
至此，主服务器解除写入锁定，一对多复制准备工作已全部完成，准备接受Slave的复制(replication)连接。
3.3.2 准备从属服务器
(1). 停止从属服务器的MySQL数据库服务
# /app/mysql5/bin/mysqladmin uroot p shutdown
Enter password:
输入MySQL系统root用户密码，MySQL服务停止。
(2). 简单copy数据库初始数据
在从属服务器上执行ftp操作，访问主服务器，下载/tmp/mysql-data.tar文件，在/app/mysql5/data目录下执行如下操作，把初始数据copy到Slave服务器：
[root@FreebsdSlave1 /app/mysql5/data]# tar xvf /tmp/msyql-data.tar
其它两台Slave服务器执行同样操作，实现数据库初始数据的简单copy。
(3). 重启从属服务器上的MySQL数据库服务
# /app/mysql5/bin/mysqld_safe -user=mysql -log-bin &
从属服务器已启动，同时启动二进制更新日志功能，为角色转换做好准备。
(4). 登录到从属服务器Slave的MySQL客户端
# /app/mysql/bin/msyql uroot -p
(5). 启动从属服务器上的复制(replication)线程
mysql> CHANGE MASTER TO
-> MASTER_HOST='192.168.1.100',
-> MASTER_USER='repl',
-> MASTER_PASSWORD='g00r002b',
-> MASTER_LOG_FILE=' mysql-master-bin.000001',
-> MASTER_LOG_POS=1027;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> START SLAVE;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
在所有从属服务器上执行相同的操作，自此从属服务器已连接到主服务器，开始真正意义上的replication工作。测试从属服务器的复制工作是否正常：
mysql>show slave status\G
************************** 1. row ***************************
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 192.168.1.100
Master_User: repl
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: mysql-master-bin.000001
Read_Master_Log_Pos: 1027
Relay_Log_File: FreebsdSlave1-relay-bin.000005
Relay_Log_Pos: 251
Relay_Master_Log_File: mysql-master-bin.000001
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
看到上述信息说明从属服务器已启动了与replication相关的线程I/O和SQL，一对多的replication已经开始工作。
(6). 功能测试
在主服务器上写入新的数据：
mysql>INSERT INTO repl_table (f1, f2) VALUES(2, ‘second’);
mysql>SELECT * FROM repl_table;
+--------+---------+
| f1 | f2 |
+--------+----------+
| 1 | first |
| 2 | second |
+-----=--+----------+
2 rows in set (0.01 sec)
在Slave上执行相同的查询操作：
mysql>SELECT * FROM repl_table;
+--------+---------+
| f1 | f2 |
+--------+----------+
| 1 | first |
| 2 | second |
+--------+----------+
2 rows in set (0.01 sec)
得到相同的查询结果，说明复制(replication)机制已成功开始工作!
3.3.3 配置网络DNS服务器
在BIND DNS服务器中，为上述三台从属服务器Slave配置同一个名字，客户端的查询检索操作将由DNS服务器定向到其中的一台Slave。因此，对于同一名字，不同的客户端会定向到不同的地址，访问不同的MySQL服务器，从而达到负载均衡的目的。假设用户为三台Slave分配的DNS名字为mysqlslave.yourdomain，DNS服务器区域文件/var/named/yourdomain.zone中应包含如下数据项[6]：
sqlmaster.yourdomain. IN A 192.168.1.100
sqlslave1.yourdomain. IN A 192.168.1.101
sqlslave2.yourdomain. IN A 192.168.1.102
sqlslave3.yourdomain. IN A 192.168.1.103
sqlslave IN CNAME sqlslave1
sqlslave IN CNAME sqlslave2
sqlslave IN CNAME sqlslave3
当客户端进行查询操作时，提交给主机sqlslave.yourdomain的请求将由DNS服务器随机定向到三台Slave中的一台，由其执行查询作业，返回结果。从而在三台Slave之间实现查询级别的负载均衡。
3.3.4 应用系统程序代码优化
实际应用中，对数据库的写入操作相对查询操作少得多，因此，优化应用程序的数据库连接代码，把写入操作定向到Master服务器，查询操作定向到Slave服务器，提供主服务器和从属服务器之间更新、查询的负载均衡功能。本文以PHP数据库连接代码为例，简要介绍代码优化方法[7]。
(1). 准备不同的数据库连接配置文件
准备两个数据库连接文件mysql_connect_master.php和mysql_connect_slave.php，其文件内容如下：
mysql_connect_master.php文件的内容：
// Connect to the Database Server
$linkID = @mysql_connect("sqlmaster.yourdomain", "user", "password") or die("Sorry, could not connect to the database!");
// Select the Database
@mysql_select_db("repl_db") or die("Sorry, Could not select database!");
?>
mysql_connect_slave.php文件的内容：
// Connect to the Database Server
$linkID = @mysql_connect("sqlslave.yourdomain", "user", "password") or die("Sorry, could not connect to the database!");
// Select the Database
@mysql_select_db("repl_db") or die("Sorry, Could not select database!");
?>
(2). 优化程序SQL语句代码
对应用程序中访问数据库的代码段做出如下优化：
...
// $sql is the query string to be committed to MySQL server.
if ( stripos( $sql, " SELECT" ) )
{
include_once("./mysql_connect_slave.php");
...
mysql_close();
}
else
{
include_once("./mysql_connect_master.php");
...
mysql_close();
}
...
?>
说明：每当向MySQL服务器提交数据库操作时，加入一个if-else判断语句对变量$sql进行判断定向，如果是SELECT查询操作，将其定向到从属服务器Slave中的一个;如果是其它更新语句，则将其定向到主服务器Master。此处代码段是应用系统实现负载均衡的关键，用户务必根据自己实际情况，写出准确无误的代码。每次对数据库操作完毕都要及时释放数据库连接，以免更新、查询操作分别定向失败，影响系统负载均衡功能。这样做虽然在一定程度上增加Web服务器或应用服务器的开销，但与MySQL服务器集群负载均衡功能带来的大幅性能提升及冗余容错特性相比，这个开销绝对是物超所值!
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2014-12-25 11:10:15 |
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