如何避免MYSQL主从延迟带来的读写问题？

在MYSQL 部署架构选型上，许多公司都会用到主从读写分离的架构，如下是一个一主一从的架构，主库master负责写入，从库slave进行读取。

但是既然是读写分离，必然会面临这样一个问题，当在主库上进行更新后，有可能数据还没来得及同步到从库，但是这个时候又有读数据的需求，为了能正确读取出数据，这个时候就只有读主库了。但是这样做增加了主库的压力，违反了我们做读写分离的初衷。所以这一节我们就来针对这种情况探讨下，如何尽量的避免对主库的压力，尽量的从从库读取数据。

主从复制的原理

在探讨解决方案前，我们先要对主从复制的原理有所了解，数据库的操作都会记录到binlog，如下图所示，

1，从数据库(slave)会启动两个线程io_thread 和sql_thread ，通过io_thread将自身与主数据库(master)建立连接。

2，slave向master发出要同步的位置信息（包含同步的文件名和偏移量），表示需要从该位置发起同步。

3，主数据库master 将位置点后的binlog发送给slave， slave获取到本地形成relay log(中转日志)。

4，接着通过sql_thread解析relay log，执行sql。

从主从复制的过程可以看出，主从延迟时间是在主库master执行sql的时间点到从库通过解析relay log 执行sql后的时间点之间的差值。如果应用程序能够在master写入数据后等待这么一段时间，再去slave读取，就能正确的读取出来数据了。

但是这个时间差值是不确定的，究竟应用程序需要等待多久才去读取slave，就成了我们需要思考🤔的问题。

如何避免延迟期间的主从数据不一致

比起在写入数据后读取主库或者写入数据后sleep一段时间读取从库，我给出两个我觉得比较靠谱点的方法。

判断位点是否同步

第一种方法是通过等待slave 将master写入数据后的 binlog的位点同步完成再对slave进行读取。

每次修改型sql的执行会将master的binlog 的位点(日志偏移量)前移，如果在修改型sql执行完成后，能够获取到master的binlog 位点，并且在客户端阻塞等待slave同步该位点完毕，再从slave读取就可以了。

MYSQL中提供了一个函数select master_pos_wait(file, pos[, timeout]) 用于在slave上执行等待master节点上的位点同步完成，其中file，和pos是在master上的文件和位点，timeout 为了让master_pos_wait 函数在timeout秒内没有返回，则会直接触发超时返回。

返回结果解析，

返回结果正常情况下是一个大于0的整数，表示从pos位点开始完成了多少个事务。
如果直接返回结果0，则说明在执行select master_pos_wait(file, pos[, timeout]) 时，位点已经同步完成。
如果触发超时则返回-1。
如果执行期间slave发生错误，则返回NULL。

所以，在判断是否应该在写入数据后读从库的逻辑，我们可以这样来写，

1，在master写入数据后立马执行 show master status，可以获取如下结果

Pasted image 20240308162704.png

可以看到master的binlog文件名称以及位点。

2，在slave上执行 select master_pos_wait('mysql-bin.232011',3129472,1);，如果1s内没有返回，则直接返回-1。

Pasted image 20240308162840.png

3，在上一步如果触发超时返回返回-1，则直接读取主库，如果是>=0 的值，则直接读取从库。

这样便能最大程度从从库读取数据。

判断GTID 是否同步

接着，我们来看下第二种方式，其实第二种方式和通过位点的方式类似，不同的是slave判断是否将数据同步完成的依据是看GTID的值。

什么是GTID值？

GTID 的全称是 Global Transaction Identifier，全局事务 ID，是一个事务在提交的时候生成的，是这个事务的唯一标识。

MYSQL开启 GTID 模式的方式是在启动一个 MySQL 实例的时候，加上参数 gtid_mode=on 和 enforce_gtid_consistency=on 。

每个事务是和GTID 值一一对应的，每个MYSQL实例会维护一个GTID 集合，来表示实例执行过的事务。

在slave节点上，通过show slave status 可以看到 GTID集合，如下图所示，

Pasted image 20240308165622.png

Auto_Position=1 ，表示这对主备关系使用了 GTID 协议。
Retrieved_Gtid_Set，是备库收到的所有日志的 GTID 集合。
Executed_Gtid_Set，是备库所有已经执行完成的 GTID 集合。

如果Executed_Gtid_Set 等于Retrieved_Gtid_Set 说明slave将从master那里获取到的binlog全部执行完毕。

在master节点执行 show master status，也能看到GTID集合，Executed_Gtid_Set 为master节点执行过的GTID集合。如下图所示，

Pasted image 20240308165933.png

GTID 模式下判断同步的步骤

在GTID 模式下，从库slave从主库master取binlog的逻辑将不再是直接告诉master 要取的文件和位点了，而是由slave将自身的GTID集合告诉master。

master再结合自身的GTID集合，找出在master中有但是在slave中没有的GTID集合，然后从binlog中找到第一个不在GTID集合中的事务，从该事务的binlog位点开始，往后读取binlog发送给slave。

MYSQL针对于GTID同样提供了一个函数select wait_for_executed_gtid_set(gtid_set, 1); 来让slave去判断对master执行过的gtid_set 是否已经同步完成。

wait_for_executed_gtid_set 函数的返回结果解析如下，

如果slave 执行的事务中包含传入的 gtid_set，返回 0。
如果等待1s后还没同步完成，则返回1。

所以在GTID 模式下的，在判断是否应该在写入数据后读从库的逻辑，我们可以这样来写，

1，在master写入数据后立马执行 show master status，可以获取如下结果

Pasted image 20240308162704.png

可以看到master的Executed_Gtid_Set的值。

2，在slave上执行

select wait_for_executed_gtid_set('76cd5ea1-c541-11ee-87ef-fa163eefe144:1-56382789,  
808d2fb8-687b-11ec-b8b9-fa163e410530:1-144078103,  
9081c19b-63de-11ed-9755-fa163eb8b97f:1-1093294115', 1);

如果1s内没有返回，则直接返回1。

Pasted image 20240308171227.png