MySQL Router實現MySQL的讀寫分離

本文轉載自查看原文 2018-07-07 10:56 6721 數據庫系列

1.簡介

MySQL Router是MySQL官方提供的一個輕量級MySQL中間件，用於取代以前老版本的SQL proxy。

既然MySQL Router是一個數據庫的中間件，那么MySQL Router必須能夠分析來自前面客戶端的SQL請求是寫請求還是讀請求，以便決定這個SQL請求是發送給master還是slave，以及發送給哪個master、哪個slave。這樣，MySQL Router就實現了MySQL的讀寫分離，對MySQL請求進行了負載均衡。

因此，MySQL Router的前提是后端實現了MySQL的主從復制。

MySQL Router很輕量級，只能通過不同的端口來實現簡單的讀/寫分離，且讀請求的調度算法只能使用默認的rr(round-robin)，更多一點、更復雜一點的能力都不具備。所以，在實現MySQL Router時，需要自行配置好后端MySQL的高可用。高可用建議通過Percona XtraDB Cluster或MariaDB Galera或MySQL官方的group replication實現，如果實在沒有選擇，還可以通過MHA實現。

所以，一個簡單的MySQL Router部署圖如下。

本文將使用MySQL Router分別實現后端無MySQL主從高可用情形的讀寫分離，至於為什么不實現后端有MySQL高可用的讀寫分離情形。在我看來，MySQL Router只是一個玩具，不僅功能少，而且需要在應用程序代碼中指定讀/寫的不同端口(見后文關於配置文件的解釋)，在實際環境中應該沒人會這樣用。

2.配置MySQL Router

以下是實驗環境。

角色名	主機IP	MySQL版本	數據狀態
MySQL Router	192.168.100.21	MySQL 5.7.22	無
master	192.168.100.22	MySQL 5.7.22	全新實例
slave1	192.168.100.23	MySQL 5.7.22	全新實例
slave2	192.168.100.24	MySQL 5.7.22	全新實例

因為后端MySQL主從復制沒有實現高可用，所以只有一個master節點負責寫操作。

所有后端MySQL節點都是剛安裝好的全新MySQL實例，所以直接開啟主從復制即可。如果是已有數據的主從復制，需要先保證它們已同步好，方法見：將slave恢復到master指定的坐標。

2.1 安裝MySQL Router

二進制版MySQL Router下載地址：https://dev.mysql.com/downloads/router/
rpm倉庫：http://repo.mysql.com/yum/mysql-tools-community/el/7/x86_64/

此處使用二進制版的MySQL Router 2.1.6。

tar xf mysqlrouter-2.1.6-linux-glibc2.12-x86-64bit.tar.gz
mv mysqlrouter-2.1.6-linux-glibc2.12-x86-64bit /usr/local/mysqlrouter

這就完了，就這么簡單。

解壓二進制包后，解壓目錄下有以下幾個文件。

[root@s1 mr]# ls
bin  data  include  lib  run  share

bin目錄下只有一個二進制程序mysqlrouter，這也是MySQL Router的主程序。

share目錄下有示例配置文件和示例SysV風格的啟動腳本，但是很不幸該腳本基於debian平台，在redhat系列上需要修改和安裝一些東西才能使用。所以后文我自己寫了一個centos下的SysV腳本。

[root@s1 mr]# ls share/doc/mysqlrouter/
License.txt  README.txt  sample_mysqlrouter.conf  sample_mysqlrouter.init

最后，將主程序添加到PATH環境變量中。

echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysqlrouter/bin" >/etc/profile.d/mysqlrouter.sh
chmod +x /etc/profile.d/mysqlrouter.sh
source /etc/profile.d/mysqlrouter.sh

2.2 啟動並測試MySQL Router

以下是上述實驗環境的配置文件，這里只有一個master節點192.168.100.22:3306，如果有多個寫節點(master)，則使用逗號分隔各節點。關於配置文件，后文會解釋。

[DEFAULT]
config_folder = /etc/mysqlrouter
logging_folder = /usr/local/mysqlrouter/log
runtime_folder = /var/run/mysqlrouter

[logger]
level = INFO

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001
destinations = 192.168.100.23:3306,192.168.100.24:3306
mode = read-only
connect_timeout = 1

[routing:masters]
bind_address = 192.168.100.21:7002
destinations = 192.168.100.22:3306
mode = read-write
connect_timeout = 2

然后在MySQL Router所在的機器上創建上面使用的目錄。

shell> mkdir /etc/mysqlrouter /usr/local/mysqlrouter/log /var/run/mysqlrouter

這樣就可以啟動MySQL Router來提供服務了(啟動之前，請確保后端MySQL已被配置好主從復制)。

[root@s1 mr]# mysqlrouter &
[1] 16122

查看監聽狀態。這里監聽的兩個端口7001和7002是前端連接MySQL Router用的，它們用來接收前端發送的SQL請求，並按照讀、寫規則，將SQL請求路由到后端MySQL主從節點。

[root@s1 mr]# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address        Foreign Address  State   PID/Program name 
tcp        0      0 0.0.0.0:6032         0.0.0.0:*        LISTEN  1231/proxysql    
tcp        0      0 0.0.0.0:6033         0.0.0.0:*        LISTEN  1231/proxysql    
tcp        0      0 0.0.0.0:22           0.0.0.0:*        LISTEN  1152/sshd        
tcp        0      0 192.168.100.21:7001  0.0.0.0:*        LISTEN  16122/mysqlrouter
tcp        0      0 127.0.0.1:25         0.0.0.0:*        LISTEN  2151/master      
tcp        0      0 192.168.100.21:7002  0.0.0.0:*        LISTEN  16122/mysqlrouter
tcp6       0      0 :::22                :::*             LISTEN  1152/sshd        
tcp6       0      0 ::1:25               :::*             LISTEN  2151/master

查看日志：

[root@s1 mr]# cat /usr/local/mysqlrouter/log/mysqlrouter.log 
2018-07-07 10:14:29 INFO  [7f8a8e253700] [routing:slaves] started: listening on 192.168.100.21:7001; read-only

2018-07-07 10:14:29 INFO  [7f8a8ea54700] [routing:masters] started: listening on 192.168.100.21:7002; read-write

最后進行測試即可。測試前，先在后端Master上授權MySQL Router節點允許連接，它將會復制到兩個slave節點上。

mysql> grant all on *.* to root@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';

連上MySQL Router的7002端口，這個端口是負責寫的端口。由於沒有配置主從高可用，所以，簡單測試下是否能寫即可。

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7002 -e 'select @@server_id;'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         110 |
+-------------+

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7002 -e 'create database mytest;'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7002 -e 'show databases;'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| mytest             |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+

再測試下各slave節點，是否能實現rr調度算法的讀請求的負載均衡。

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7001 -e 'select @@server_id;' 
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         120 |
+-------------+

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7001 -e 'select @@server_id;'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         130 |
+-------------+

[root@s1 mr]# mysql -uroot -pP@ssword1! -h192.168.100.21 -P7001 -e 'show databases;'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| mytest             |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+

顯然，測試的結果一切正常。

這樣看來MySQL Router好簡單，確實好簡單。只需提供一個合理的配置文件，一切都完成了。那么，下面解釋下MySQL Router的配置文件。

3.MySQL Router的配置文件解釋

MySQL Router的配置文件也很簡單，需要配置的項不多。

mysql router默認會尋找安裝目錄下的"mysqlrouter.conf"和家目錄下的".mysqlrouter.conf"。也可以在二進制程序mysqlrouter命令下使用"-c"或者"--config"手動指定配置文件。

MySQL router的配置文件是片段式的，常用的就3個片段：[DEFAULT]、[logger]、[routing:NAME]。片段名稱區分大小寫，且只支持單行"#"或";"注釋，不支持行中、行尾注釋。

以上面示例的配置文件為例。

[DEFAULT]
config_folder = /etc/mysqlrouter
logging_folder = /usr/local/mysqlrouter/log
runtime_folder = /var/run/mysqlrouter

[logger]
level = INFO

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001
destinations = 192.168.100.23:3306,192.168.100.24:3306
mode = read-only
connect_timeout = 1

[routing:masters]
bind_address = 192.168.100.21:7002
destinations = 192.168.100.22:3306
mode = read-write
connect_timeout = 2

1.DEFAULT片段的配置。

[DEFAULT]片段通常配置配置文件的目錄、日志的目錄、MySQL router運行時的目錄(如pid文件)。

例如：

[DEFAULT]
config_folder=/etc/mysqlrouter   # 指定額外的配置文件目錄，該目錄下的conf文件都會被加載
logging_folder=/usr/local/mysqlrouter/log  # 指定日志目錄，日志文件名為mysqlrouter.log
runtime_folder=/var/run/mysqlrouter        # 指定運行時目錄，默認為/run/mysqlrouter

2.logger片段的配置。

[logger]片段只有一個選項，設置日志的記錄級別。

[logger]
level=debug   # 有debug、info(默認)、warning、error、fatal，不區分大小寫

3.routing片段的配置。

[routing:NAME]是MySQL router主要部分，設置不同的路由實例，其中NAME可以隨意命名。如[routing:slaves]、[routing:masters]。

在routing配置片段，可以設置的選項包括：

(1).bind_address和bind_port
bind_address和bind_port是mysql router監聽前端SQL請求的地址和端口。其中端口是MySQL Router要求強制提供的，但可以不用bind_port綁定，因為它可用通過bind_address的IP:PORT格式指定。
一個routing規則中只能設置一個地址監聽指令，但可以通過"0.0.0.0"來監聽主機上所有的地址。如果沒有提供監聽地址，則默認監聽127.0.0.1。
另外，監聽地址不能出現在destinations指令指定的列表中。
示例如下：

[routing:slaves]
bind_port = 7001
[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21
bind_port = 7001
[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001

一般來說，通過不同端口實現讀/寫分離，並非好方法，最大的原因是需要在應用程序代碼中指定這些連接端口。但是，MySQL Router只能通過這種方式實現讀寫分離，所以MySQL Router拿來當玩具玩玩就好。

(2).destinations
定義routing規則的轉發目標，格式為HOST:PORT，HOST可以是IP也可以是主機名，多個轉發目標使用逗號分隔。如定義的目標列表是多個slave。

[routing:slaves]
bind_address = 192.168.100.21:7001
destinations = 192.168.100.23:3306,192.168.100.24:3306
[routing:masters]
bind_address = 192.168.100.21:7002
destinations = 192.168.100.22:3306,192.168.100.100:3306

(3).mode
MySQL router提供兩種mode：read-only和read-write。這兩種方式會產生不同的轉發調度方式。
- 設置為read-write，常用於設置destinations為master時，實現master的高可用。
  - 調度方式：當MySQL router第一次收到客戶端請求時，會將請求轉發給destinations列表中的第一個目標，第二次收到客戶端請求還是會轉發給第一個目標，只有當第一個目標聯系不上(如關閉了MySQL服務、宕機等)才會聯系第二個目標，如果所有目標都聯系不上，MySQL Router會中斷。這種調度方式被稱為"first-available"。
  - 當聯系上了某一個目標時，MySQL Router會將其緩存下來，下次收到請求還會繼續轉發給該目標。既然是緩存的目標，就意味着在MySQL Router重啟之后就會失效。
  - 所以通過MySQL Router實現讀寫分離的寫時，可以設置多個master，讓性能好的master放在destinations列表的第一個位置，其他的master放在后面的位置作為備用master。
- 設置為read-only，常用於設置destinations為slave時，實現MySQL讀請求負載均衡。
  - 調度方式：當MySQL route收到客戶端請求時，會從destinations列表中的第一個目標開始向后輪詢(round-robin)，第一個請求轉發給第一個目標，第二個請求轉發給第二個目標，轉發給最后一個目標之后的下一個請求又轉發給第一個目標。如果第一個目標不可用，會依次向后檢查，直到目標可用，如果所有目標都不可用，則MySQL Router中斷。
  - 那些不可用的目標會暫時被隔離，並且mysql router會不斷的檢查它們的狀況，當重新可用時會重新加入到目標列表。
(4).connect_timeout
MySQL Router聯系destinations的超時時間，默認為1秒，值的范圍為1-65536。應該盡量設置值小點，免得等待時間過長。
對於read-write模式，可以將超時時間設置的稍長一點點，防止誤認為主master不可用而去聯系備master。
對於read-only模式，可以將超時時間設置的稍短一點點，因為這種模式下是destinations列表輪詢的，即使誤判了影響也不會太大。
(5).其他選項
還能設置一些其他的指令，如使用的協議、最大請求數等，但是都可以不用設置使用默認值，它們都是MySQL Router結合MySQL優化過的一些選項，本身已經較完美了。

配置文件大概就這些內容，配置好后，記得先創建default片段中涉及到的目錄。之后就可以啟動mysql router提供讀/寫分離服務了。

4.為MySQL Router提供SysV腳本

MySQL Router只提供了一個主程序(bin目錄下的mysqlrouter)，且該程序只能啟動，沒有停止選項，所以只能使用kill命令來殺掉進程。

MySQL Router也提供了示例啟動腳本，該腳本在位置為$basedir/share/doc/mysqlrouter/sample_mysqlrouter.init，但是該腳本是基於Debian平台的，在CentOS上需要設置和安裝一些東西，所以不用它，自己寫個粗糙點的腳本即可。

shell> vim /etc/init.d/mysqlrouter
#!/bin/bash

# chkconfig: - 78 30
# Description: Start / Stop MySQL Router

DAEMON=/usr/local/mysqlrouter
proc=$DAEMON/bin/mysqlrouter
DAEMON_OPTIONS="-c ${DAEMON}/mysqlrouter.conf"

. /etc/init.d/functions

start() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        action "MySQL Router is working" /bin/false
    else
        $proc $DAEMON_OPTIONS & &>/dev/null
        retval=$?
        echo
    if [ $retval -eq 0 ]; then
             touch /var/lock/subsys/mysqlrouter
        action "Starting MySQL Router" /bin/true
        else
        echo "Starting MySQL Router Failure"
        fi
    fi
}
    
stop() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        killall $proc
        retval=$?
        echo
        if [ $retval -eq 0 ]; then
            rm -f /var/lock/subsys/mysqlrouter
            action "Stoping MySQL Router" /bin/true
        fi
    else
        action "MySQL Router is not working" /bin/false
    fi
}

status() {
    if [ -e /var/lock/subsys/mysqlrouter ]; then
        echo "MySQL Router is running"
    else
        echo "MySQL Router is not running"
    fi
}

case "$1" in
    start)
        start
        sleep 1
        ;;
     stop)
        stop
        sleep 1
        ;;
    restart)
        stop
        start
        sleep 1
        ;;
    status)
        status
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop|status|restart}"
        retval=1
        ;;
esac

exit $retval

然后賦予執行權限。

shell> chmod +x /etc/init.d/mysqlrouter

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