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2025-03-29

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高可用概念

高可用是一种面向风险的设计，使系统具备控制风险，提高可用性的能力。

在生产系统中，通常需要高可用方案来保证系统的不间断运行。

高可用是在主服务器发生故障时备用服务器可以快速接管，为了实现高可用，数据库系统应具

有冗余功能，用以防止单点故障，可靠的切换机制以及主动监视功能用以检测可能发生的任何

故障。

高可用定义

1. 狭义定义– 确保当出现软件、硬件、网络、系统或人为故障时，数据库不受影响，或

数据库可以在很短时间内恢复并提供服务。

2. 广义定义– 不局限于数据库的故障处理，涵盖数据库的各个方面，小到数据库日常维

护对系统可用性的影响，大到数据库的迁移和升级。甚至扩展到应用程序、硬件、存

储和网络的层次。

高可用架构设计

系统不中断地执行其功能的能力，代表系统的可用性程度，是进行系统设计的准则之一。不中

断需要要通过“冗余”来是实现，如果只有一个服务，会出现单点故障的问题。

数据库的高可用架构能够在发生宕机或意外中断等故障时起到重要的作用，减小了业务因故障

中断受到的影响。高可用的方案大都是通过数据冗余的方式来实现的，即将数据复制到多个存

储设备以实现高可用。

目前 MySQL 数据库常用的高可用架构方案包括主从复制、MGR、InnoDB

Cluster、Gelrea Cluster、MHA 等。

MySQL Replication

MySQL Replication 是官方提供的主从同步方案，用于将一个 MySQL 的实例同步到另一个

实例中，是目前运用最广的 MySQL 容灾方案。Replication 用两个或以上的实例搭建了

MySQL 主从复制集群，提供单点写入，多点读取的服务，实现了读的横向扩展。

上面的例子，一个主库，三个从库，通过 replication，主库生成 binlog，然后发给从库，从

库写入 relaylog，然后将其提交到自身数据库中，实现主从数据同步。

对于数据库之上的业务层来说，基于 MySQL 的主从复制集群，单点写入主库，在数据同步

到从库后，查询可以从任何一个从库读取数据，以读写分离的方式，大大降低主库的运行负载，

同时提升了从库的资源利用。

优点：

1. 通过读写分离实现横向扩展的能力，写入和更新操作在主库上进行，从库中进行数据

的读取操作，通过增加从库的个数，能够极大的增强数据库的读取能力；

2. 数据安全，因为副本可以暂停复制过程，所以可以在副本上运行备份服务而不会破坏

相应的源数据；

3. 方便进行数据分析，可以在主库中创建实时数据，数据的分析操作在从库中进行，不

会影响到源数据库的性能；

缺点：

1. 不过 MySQL Replication 有个严重的缺点就是主从同步延迟。

Semi-Sync 半同步复制

MySQL 有三种同步模式，分别是：

1. 异步复制：MySQL 中默认的复制是异步的，主库在执行完客户端提交的事务后会立

即将结果返回给客户端，并不关心从库是否已经接收并且处理。存在问题就是，如果

主库的日志没有及时同步到从库，然后主库宕机了，这时候执行故障转移，在从库中

选主，可能会存在选出的主库中数据不完整；

2. 全同步复制：指当主库执行完一个事务，并且等到所有从库也执行完成这个事务的时

候，主库在提交事务，并且返回数据给客户端。因为要等待所有从库都同步到主库中

的数据才返回数据，所以能够保证主从数据的一致性，但是数据库的性能必然受到影

响；

3. 半同步复制：是介于全同步和全异步同步的一种，主库至少需要等待一个从库接收并

写入到 Relay Log 文件即可，主库不需要等待所有从库给主库返回 ACK。主库收到

ACK ，标识这个事务完成，返回数据给客户端。

MySQL 中默认的复制是异步的，所以主库和从库的同步会存在一定的延迟，更重要的是异步

复制还可能引起数据的丢失。全同步复制的性能又太差了，所以从 MySQL 5.5 开始，

MySQL 以插件的形式支持 semi-sync 半同步复制。

MHA

MHA（Master High Availability Manager and Tools for MySQL）是一套优秀的作为

MySQL 高可用性环境下故障切换和主从提升的高可用软件。

这个工具专门用于监控主库的状态，当发现 master 节点故障的时候，会自动提升其中拥有最

新数据的 slave 节点成为新的 master 节点，在此期间，MHA 会通过其他从节点获取额外的

信息来避免数据一致性问题。MHA 还提供了 master 节点的在线切换功能，即按需切换

master-slave 节点。MHA 能够在 30 秒内实现故障切换，并能在故障切换过程中，最大程度

的保证数据一致性。

MHA 由两部分组成：MHA Manager（管理节点）和 MHA Node（数据节点）。

1. MHA Manager：可以单独部署在一台独立的机器上管理多个 master-slave 集群，也

可以部署在一台 slave 节点上。

2. MHA Node：运行在每台 MySQL 服务器上。

MHA Manager 会定时探测集群中的 master 节点，当 master 出现故障时，它可以自动将最

新数据的 slave 提升为新的 master，然后将所有其他的 slave 重新指向新的 master。整个故

障转移过程对应用程序完全透明。

MHA 优缺点：

优点：

1、可以支持基于 GTID 的复制模式；

2、MHA 在进行故障转移时更不易产生数据丢失；

3、同一个监控节点可以监控多个集群。

缺点：

1、需要编写脚本或利用第三方工具来实现 VIP 的配置；

2、MHA 启动后只会对主数据库进行监控；

3、需要基于 SSH 免认证配置，存在一定的安全隐患。

MMM

MMM（Master-Master replication manager for MySQL）是一套支持双主故障切换和双主

日常管理的脚本程序。MMM 使用 Perl 语言开发，主要用来监控和管理 MySQL Master-

Master（双主）复制，可以说是 MySQL 主主复制管理器。

双主模式，业务上同一时刻只能一个主库进行数据的写入。另一个备用主库，会在主服务器失

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mysql

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