一、日志

1.错误日志

错误日志是MySQL中最重要的日志之一，它记录了当mysql启动和停止时，以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关性息。当数据库出现任何故障导致无法正常使用时，建议首先查看此日志。

该日志是默认开启的，默认存放目录/var/log/，默认的日志文件名为mysqld.log。查看日志位置：

show variables like '%log_error%'

2.二进制日志

（1）介绍

二进制日志（BINLOG）记录了所有的DDL（数据定义语言）语句和DML（数据操纵语言）语句，但不包括数据查询（SELECT、SHOW）语句

作用：

1. 灾难时的数据恢复
2. MySQL的主从复制。在MySQL8版本中，默认二进制日志是开启着的，涉及到的参数如下：

show variables like '%log_bin%'

        

（2）日志格式

MySQL服务器中提供了多种格式来记录二进制日志，具体格式及特点如下：

日志格式	含义
STATEMENT	基于SQL语句的日志记录，记录的是SQL语句，对数据进行修改的SQL都会记录在日志文件中
ROW	基于行的日志记录，记录的是每一行的数据变更。（默认）
MIXED	混合了STATEMENT和ROW两种格式，默认采用STATEMENT，在某些特殊情况下会自动写换位ROW进行记录。

shoiw variables like '%binlog_format%';

（3）日志查看

由于日志是以二进制方式储存的，不能直接读取，需要通过二进制日志查询工具mysqlbinlog来查看，具体语法：

mysqlbinlog [ 参数选项 ] logfilename

参数选项：

                -d                指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作。

                -o                忽略掉日志中的前n行命令

                -v                将行事件（数据变更）重构为SQL语句

                -w                将行事件（数据变更）重构为SQL语句，并输出注释信息

（4）日志删除

对于比较繁忙的业务系统，每天生成的binlog数据巨大，如果长时间不清除，将会占用大量的磁盘空间。通过以下几种方式清理日志：

指令	含义
reset master	删除全部binlog日志，删除之后，日志编号，将从binlog.000001重新开始
purge master logs to ‘binlog.******’	删除******编号之前的所有日志
purge master logs before ‘yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'	删除日志为yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'之前产生的所有日志

也可以在mysql的配置文件中配置二进制日志的过期时间，设置了之后，二进制日志过期会自动删除。

show variabkles like '%binlog_expire_logs_seconds%';

（5）查询日志

查询日志中记录了客户端的所有操作语句，而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下是未开启的。如果需要开启查询日志，可以设置以下配置

修改MySQL的配置文件/etc/my.cnf文件添加如下内容：

#该选项用来开启查询日志，可选值：0或1；0代表关闭，1代表开启

general_log=1

#设置日志的文件名，如果没有指定，默认的文件名为host-name.log

general_log_file=mysql-query.log

（5）慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过参数long_query_time设置值并且扫描记录数不小于min_examined_row_limit的所有日志，默认未开启。long_query_time默认值为10秒，最小值0，精度可以到微秒。

#慢查询日志

show_query_log=1

#执行时间参数

long_query_time=2

默认情况下，不会记录管理语句，也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以使用log_slow_admin_statements和更改此行为log_queries_not_using_indexes,如下所述。

#记录执行较慢的管理语句

log_slow_admin_statements=1

#记录执行较慢的未使用索引语句

log_queries_not_using_indexes=1

二、主从复制

1.概述

主从复制是指将主库数据的DDL和DML操作通过二进制日志传到从库服务器中，然后在从库上对这些日志重新执行（也叫重做），从而使得从库和主库的数据保持同步。

MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制，从主库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状复制。

MySQL复制的有点主要包含以下三个方面：

1. 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务。
2. 实现读写分离，降低主库的访问压力。
3. 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务。

2.原理

从上图来看，复制分成三部：

1. Master主库在事务提交时，会把数据变更记录在二进制日志文件Binlog。
2. 从库读取主库的二进制日志文件Binlog，写入到从库的中继日志Relay Log。
3. slave重做中继日志中的文件，将改变反映他自己的数据。

3.搭建

（1）服务器准备

准备好两台服务器之后，在上述的两台服务器中分别安装好MySQL，并完成基础的初始化准备工作。

（2）主库配置

• 修改配置文件/etc/my.cnf

#mysql服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1-2的32的次方-1，默认为1

server-id=1

#是否只读，1代表只读，0代表读写

read-only=0

#忽略的数据，指不需要同步的数据库

#binlog-ignore-db=mysql

#指定同步的数据库

#binlog-do-db=db01

• 重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

• 登录mysql，创建远程连接的账号，并授予主从复制权限

#创建itcast用户，并设置密码，该用户可在任意主机连接MySQL服务

CREATE USER 'itcast'@'%'IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY'Root@123456';

#为'itcast'@'%'用户分配主从复制权限

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

• 通过指令，查看二进制日志坐标

show master status;

字段含义说明：

        file：从哪个日志文件开始推送日志文件

        position：从哪个位置开始推送日志

        binlog_ignore_db:指定不需要同步的数据库

（3）从库配置

• 修改配置文件/etc/my.cnf

#mysql服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1-2的32的次方-1，和主库不一样

server-id=2

#是否只读，1代表只读，0代表读写

read-only=1

• 重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

• 登录mysql，设置主库配置

CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_HOST='xxx.xxx',SOURCE_USER='xxx',SOURCE_PASSWORD='xxx',SOURCE_LOG_FILE='xxx',SOURCE_LOG_POS=xxx;

上述是8.0.23中语法。如果mysql是8.0.23之前的版本，执行如下SQL：

CHANDE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',MASTER_LOG_FILE='xxx',MASTER_LOG_POS-=xxx;

参数名	含义	8.0.23之前
SOURCE_HOST	主库IP地址	MASTER_HOST
SOURCE_USER	连接主库的用户名	MASTER_USER
SOURCE_PASSWORD	连接主库的密码	MASTER_PASSWORD
SOURCE_LOG_FILE	binlog日志文件名	MASTER_LOG_FILE
SOURCE_LOG_POS	binlog日志文件位置	MASTER_LOG_POS

• 开启同步操作

start replica;        #8.0.22之后

start slave；        #8.0.22之前

• 查看主从同步位置

show replica status;        #8.0.22之后

show slave status:          #8.0.22之前

三、分库分表

1.介绍

随着互联网及移动互联网的发展，应用系统的数据量也是呈指数式增长，若采用单数数据库进行数据库储存，存在以下性能瓶颈：

1. IO瓶颈：热点数据太多，数据库缓存不足，产生大量磁盘IO，效率较低。请求数据太多，带宽不够，网络IO瓶颈。
2. CPU瓶颈：排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会消耗大量的CPU资源，请求数太多，CPU出现瓶颈。

分库分表的中心思想都是将数据分散储存，使得单一数据库/表的数据量变小来缓解单一数据库的性能问题，从而达到提升数据库新能的目的。

（1）拆分策略

（2）垂直拆分

垂直分库：以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中。

特点：

1. 每个库的表结构都不一样。
2. 每个库的数据也不一样。
3. 所有库的并集是全量数据。

垂直分表：以字段为依据，根据字段属性将不同字段拆分到不同表中。

特点：

1. 每个表的结构都不一样
2. 每个表的数据也不一样，一般通过一列（主键/外键）关联。
3. 所有表的并集是全部数据。

（3）水平拆分

水平分库：以字段为依据，按照一定策略，将一个库的数据拆分到多个库中。

特点：

1. 每个库的表结构都一样。
2. 每个库的数据都不一样。
3. 所有库的并集是全数据。

水平分表：以字段为依据，按照一定策略，将一个表的数据拆分到对各表中。

特点：

1. 每个表的表结构都一样。
2. 每个库的数据都不一样。
3. 所有库的并集是全量数据。

• shardingJDBC：基于AOP原理，在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截，解析、改写、路由处理。需要自行编码配置实现，只支持java语言，性能较高。
• MyCat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及前者

2.MyCat概述

（1）介绍

Mycat是开源的、活跃的、基于Java语言编写的MySQL数据库中间件。可以向像使用mysql一样来使用mycat，对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。

优势：

• 性能可靠稳定
• 强大的技术团体
• 体系完善
• 社区活跃

（2）安装

Mycat是采用java语言开发的开源的数据库中间件，支持Windows和Linux运行环境，下面介绍MyCat的Linux中的环境搭建。我们需要在准备好的服务器中安装如下软件。

• MySQL
• JDL
• Mycat

服务器	安装软件	说明
192.168.200.210	JDK、Mycat	MyCat中间件文件
192.168.200.210	MySQL	分片服务器
192.168.200.213	MySQL	分片服务器
192.168.200.214	MySQL	分片服务器

（3）目录结构

bin：存放可执行文件：用于启动停止mycat

conf：存放mycat的配置文件

lib：存放mycat的项目依赖包（jar）

logs：存放mycat的日志文件

（4）概念介绍

3.Mycat入门

（1）需求

由于tb_order表中数据量很大，磁盘IO及容量都达到了瓶颈，现在需要对tb_order表进行数据分片，分为三个数据节点，每一个节点主机位于不同的服务器上，具体结构，参考下图：

（2）环境准备

（3）分片配置

（4）启动服务

切换到Mycat的安装目录，执行如下指令，启动Mycat：

#启动

bin/mycat start

#停止

bin/mycat stop

Mycat启动之后，占用端口号8066

（5）分片指令测试

通过如下指令，就可以连接并登录Mycat。

mysql -h192.168.200.210 -P 8066 -uroot -p123456

然后就可以在Mycat中来创建表，并往表结构中插入数据，查看数据在MySQL中的分布情况。

CREATE TABLE TB_ORDER(

        id BIGINT(20)NOT NULL,

        title VARCHAR(100)NOT NULL,

        PRIMARY KEY(id)        

)ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8;

INSERT INOT TB_ORDER(id,title)VALUES(1,'goods1');

INSERT INOT TB_ORDER(id,title)VALUES(2,'goods2');

INSERT INOT TB_ORDER(id,title)VALUES(3,'goods3');

INSERT INOT TB_ORDER(id,title)VALUES(1000000,'goods1000000');

INSERT INOT TB_ORDER(id,title)VALUES(10000000,'goods10000000');

4.Mycat配置

（1）schema.xml

schema.xml作为Mycat中最重要的配置文件之一，涵盖了Mycat的逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点及数据源的配置。

主要包含以下三组标签：

• schema标签
• datanode标签
• datahost标签

①schema标签

schema标签用于定义MyCat实例中的逻辑库，一个MyCat实例中，可以有多个逻辑库，可以通过schema标签来划分不同的逻辑库。

MyCat中的逻辑库的概念，等同于MyAQL中的database概念，需要操作某个逻辑库下的表时，也需要切换逻辑库(use xxx)。

核心属性：

• name：指定自定义的逻辑库库名
• checkSQLschema：在SQL语句操作时指定了数据库名称，执行时是否自动去除；true：自动去除，flase：不自动去除
• sqlMaxLimit：如果未指定limit进行查询，列表查询模式查询多少条记录

②schema标签（table）

table标签定义了MyCat中逻辑库schema下的逻辑表，所有需要拆分的表都需要在table标签中定义。

核心属性:

• name：定义逻辑表表明，在该逻辑库下唯一。
• dataMode：定义逻辑表所属的dataMode，该属性需要与dataMode标签中name对应；多个dataMode逗号分隔
• rule：分片规则的名字，分片规则名字是在rule.xml中定义的
• primaryKey：逻辑表对应真实表的主键
• type：逻辑表的类型，目前逻辑表只有全局表和普通表，如果未配置，就是普通表；全局表，配置为global

③dataMode标签

dataMode标签中定义了MyCat中的数据节点，也会就是我们通常的说的数据分片。一个dataNode标签就是一个独立的数据分片。

核心属性：

• name：定义数据节点名称
• dataHost：数据库实例主机名称，引用自dataHost标签中name属性
• database：定义分片所属数据库

④dataHost标签

该标签在MyCAT逻辑库中作为底层标签存在，直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。

核心属性：

• name：唯一标识，供上层标签使用
• maxCon/minCon：最大连接数/最小连接数
• balance：负载均衡策略，取值0，1，2，3
• writeType：写操作分发方法（0：写操作转发到第一个writeHost，第一个挂了，切换到第二个；1：写操作随机分发到配置的writeHost）
• dbDriver：数据库驱动，支持native、jdbc

⑤rule.xml

rule.xml中定义所有拆分表的规则，在使用过程中可以灵活的使用分片算法，或者对同一个分片算法使用不同的参数，他让分片过程可配置化。主要包含两类标签：tableRule、Funtion。

⑥server.xml

server.xml配置文件包含了MyCat的系统配置信息，主要有两个重要标签：system、user。

• system标签：对应的系统配置项及其含义，参考资料。

• user标签

5.Mycat分片

（1）垂直拆分

①场景

在业务系统中，涉及以下表结构，但是由于用户与订单每天都会产生大量的数据，单台服务器的数据储存及处理能力是有限的，可以对数据表进行拆分，原有的数据库表如下。

②准备

分别在三台MySQL中创建数据库shopping

③配置

④测试

在mycat的命令行中，通过source指令导入表结构，以及对应的数据，查看数据分布情况。

source/root/shopping-table.sql

source/root/shopping-insert.sql

查询用户的收件人及收件人地址信息（包含省、市、区）。

select ua.user_id,us.contact,p.province,c.city,r.area,ua.address from tb_user_address ua,tb_areas_city c,tb_areas_provinces p,tb_areas_region r where ua.province_id=p.provinceid and ua.city_id=c.cityid and ua.town_id=r.areaid;

查询每一笔订单及订单的收件地址信息（包含省、市、区）。

SELECT order_id,payment,receiver,province,city,area FROM tb_order_master o,tb_arears_city c,tb_arears_region r WHERE o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city=c.cityid AND o.receiver_region=r.areaid;

⑤全局表配置

对于省、市、区/县表tb_areas_provinces,tb_areas_city,tb_areas_region,是属于数据字典表，在多个业务模块中都可能会遇到，可以将其设置为全局表，利于业务操作。

（2）水平拆分

①场景

在业务系统中，有一张表（日志表），业务系统每天都会产生大量的日志数据，单台服务器的数据储存及处理能力是有限的，可以对数据库表进行拆分。

②准备

③配置

④测试

在mysql的命令行中，执行如下SQL创建表、并插入数据，查看数据分布情况。

（3）分片规则-范围

根据指定的字段及配置的范围与数据节点的对应情况，来决定该数据属于哪一个分片。

（4）分片规则-取模

根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片

（5）分片规则-一致性hash

所谓一致性哈希，相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中，不会因为分区节点的增加而改变原来数据的分区位置

（6）分片规则-枚举

通过在配置文件中配置可能的枚举值，指定数据分布到不同数据节点上，本规则适用于按照省份、性别、状态拆分数据等业务。

（7）分片规则-应用指定

运用阶段由应用自主决定路由到那个分片，直接根据字符字串（必须是数字）计算分片号。

（8）分片规则-固定分片hash算法

该算法类似于十进制的求模运算，但是为二进制的操作，例如，取id的二进制低10位与1111111111进行位&运算。

特点：

• 如果是求模，连续的值，分别分配到各个不同的分片；但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片，降低事务处理的难度。
• 可以均匀分配，也可以非均匀分配。
• 分片字段必须为数字类型。

（9）分片规则-字符串hash解析

截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出分片。

（10）分片规则-按（天）日期分片

（11）分片规则-自然月

使用场景为按照月份来分片，每个自然月为一个分片。

6.Mycat管理及监控

（1）Mycat原理

（2）Mycat管理

Mycat默认开通2个端口，可以在server.xml中进行修改。

• 8066数据访问端口，即进行DML和DDL操作。
• 9066数据库管理端口，即mycat服务管理控制功能，用于管理mycat的整个集群状态

mysql -h 192.168.200.210 -p 9066 -uroot -p123456

命令	含义
show @@help	查看Mycat管理工具帮助文档
show @@version	查看Mycat的版本
reload @@config	重新加载Mycat的配置文件
show @@datasource	查看Mycat的数据源信息
show @@datanode	查看MyCAT现有的分片节点信息
show @@threadpool	查看MyCat的线程池信息
show @@sql	查看执行的SQL
show @@sql.sum	查看执行的SQL统计

（3）Mycat-eye

• 介绍

Mycat-web（Mycat-eye）是对mycat-server提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用。它通过JDBC连接对Mycat、Mysql监控，监控远程服务器（目前仅限于linux系统）的cpu、内存、网络、磁盘。

Mycat-eye运行过程中需要依赖zookeeper，因此需要先安装zookeeper。

四、读写分离

1.介绍

读写分离，简单地说是把对数据库的读和写操作分开，以对应不同的数据库服务武器。主数据库提供读操作，这样能有效地减轻单台数据库的压力。

通过Mycat即可轻易实现上述功能，不仅可以支持MySQL，也可以支持Oracle和SQL Server。

2.一主一从

（1）原理

MySQL地主从复制，是基于二进制日志（binlog）实现的

（2）环境准备

主机	角色	用户名	密码
192.168.200.211	master	root	1234
192.168.200.212	slave	root	1234

3.一主一从读写分离

（1）配置

Mycat控制后台数据库地读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签地balance属性控制。

（2）测试

连接Mycat，并在Mycat中执行DML、DQL查看是否能够进行读写分离。

4.双主双从

（1）介绍

一个主机Master1用于处理所有写请求，他的从机Slave1和另一台主机Master2还有他的从机Savle2负责所有读请求。当Master1主机宕机后，Master2主机负责写请求，Master1、Master2互为备机。构架图如下：

（2）准本工作

（3）搭建

①主库配置（Master1-192.168.200.211）

• 修改配置文件/etc/my.cnf

#mysql服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1-2的32次方-1，默认1

server-id=1

#指定同步的数据库

binlog-do-db=db01

binlog-do-db=db02

binlog-do-db=db03

#在作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件

log-slave-updates

• 重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

• 两台主库创建账户并授权

#创建itcast用户，并设置密码，该用户可在任意主机连接该MySQL服务

CREATE USER 'itcast'@'%'IDENTIFIED WITH mysql_native-password BY'Root@123456';

#为'itcast‘@’%'用户分配主从复制权限

GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'2@'%';

通过指令，查看两台主库的二进制日志坐标

show master status；

②从库配置

• 修改配置文件/etc/my.cnf

#mysql服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1-2的32次方-1，默认1

server-id=2

• 重启MySQL服务器

systemctl restart mysqld

• 两台从库配置关联的主库

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',MASTER_LOG_FILE='xxx',MASTER_LOG_POS=xxx;

需要注意salve1对应的是master1，salve2对应的是master2.

启动两台从库主从复制，查看从库状态

start slave；

show slave status \G;

• 两台主库相互复制Master2复制Master1，Master1复制Master2

CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx',MASTER_USER='xxx',MASTER_PASSWORD='xxx',

MASTER_LOG_FILF='xxx',MASTER_LOG_POS=xxx;

启动两台从库主从复制，查看从库状态

start slave；

show slave status \G;

• 测试

5.双主双从读写分离

（1）配置