一、MySQL主从复制概述

MySQL主从复制是一种常见的数据库同步技术，通过在主数据库（Master）和从数据库（Slave）之间建立复制关系，实现数据的实时同步。这种技术广泛应用于高可用性架构、负载均衡和数据备份等场景。

1.1 主从复制的类型

• 异步复制：主库写入后，直接返回客户端确认，从库异步接收数据。这种方式延迟低，但不保证数据一致性。
• 半同步复制：主库写入后，等待至少一个从库确认接收，再返回客户端。这种方式提供更高的数据一致性，但延迟增加。
• 同步复制：主库和从库同时写入，确保数据完全一致。这种方式延迟最高，但一致性最好。

1.2 主从复制的工作流程

主库将事务日志（Binlog）发送到从库，从库读取并重放这些日志以保持数据同步。Binlog可以是基于语句的（Statement-based）或基于行的（Row-based），具体取决于配置。

二、MySQL主从切换的实现机制

2.1 主从切换的触发条件

• 主库故障或不可用
• 主库负载过高，需要分担压力
• 数据同步异常，需要重新建立关系
• 计划性维护或升级

2.2 主从切换的关键技术

• GTID（全局事务标识符）：通过唯一标识符跟踪事务，确保数据一致性。
• Binlog同步：确保主从库的事务日志一致。
• IP白名单：限制从库仅从可信地址接收数据。
• 半同步复制：提高数据一致性。

三、MySQL主从切换的实战部署

3.1 部署前的准备工作

• 确保主库和从库的MySQL版本一致。
• 配置主库的Binlog日志，并确保从库可以读取。
• 设置从库的IP白名单，仅允许主库连接。
• 备份数据，确保切换过程中的数据安全。

3.2 具体部署步骤

1. 配置主库
   • 启用Binlog日志：在my.cnf中添加log_bin = mysql-bin。
   • 设置服务器ID：在my.cnf中添加server-id = 1。
   • 重启MySQL服务：执行systemctl restart mysqld。
2. 配置从库
   • 设置服务器ID：在my.cnf中添加server-id = 2。
   • 禁用Binlog日志：在my.cnf中添加log_bin = OFF。
   • 创建从库用户：执行GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'repl'@'192.168.1.100' IDENTIFIED BY 'password';。
   • 重启MySQL服务：执行systemctl restart mysqld。
3. 建立复制关系
   • 在从库执行CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='192.168.1.99', MASTER_USER='repl', MASTER_PASSWORD='password';。
   • 启动复制：执行START SLAVE;。
   • 检查状态：执行SHOW SLAVE STATUS\G，确认Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running均为YES。

四、MySQL主从切换的注意事项

4.1 常见问题及解决方案

• 数据不一致：使用GTID确保事务一致性。
• 复制延迟：优化主库性能，使用半同步复制。
• 网络问题：确保网络稳定，配置适当的超时参数。
• 权限问题：检查从库用户权限，确保IP白名单正确。

4.2 优化建议

• 使用半同步复制提高数据一致性。
• 配置从库的relay-log，避免直接处理大量Binlog。
• 定期备份数据，确保快速恢复。
• 监控复制状态，及时发现异常。

五、MySQL主从切换的高级应用

5.1 自动化切换方案

通过监控工具（如Zabbix、Prometheus）实时监控主库状态，当主库故障时，自动触发从库提升为主库，并将其他从库重新指向新主库。这种方式需要结合应用层的负载均衡（如LVS、Keepalived）实现高可用性。

5.2 高可用性架构设计

结合主从复制和负载均衡，构建多主多从架构，实现读写分离和负载均衡。这种方式适用于高并发场景，但需要复杂的配置和管理。