如何解决 MySQL 主从延时问题？
最近面试了十几个同学，关于 MySQL 主从延时问题，笔者一般都会问。
- MySQL 主从延时的原因是什么？
- 具体哪个环节发生延时？
- 如何解决呢？
对于这“三连问”，极少有同学能通关，甚至有同学连主从复制原理都不清楚。
这个并不是纯粹的八股文，因为在实际工作场景中，很多同学都遇到过。
不多说，上文章目录。
一、什么是主从延时？
有时候我们遇到从数据库中获取不到信息的诡异问题时，会纠结于代码中是否有一些逻辑会把之前写入的内容删除，但是你又会发现，过了一段时间再去查询时又可以读到数据了，这基本上就是主从延迟在作怪。
主从延迟，其实就是“从库回放” 完成的时间，与 “主库写 binlog” 完成时间的差值，会导致从库查询的数据，和主库的不一致。
二、为什么会主从延时？
探讨这个问题前，我们需要知道主从复制的原理。
1.主从复制原理
MySQL 的主从复制是依赖于 binlog，也就是记录 MySQL 上的所有变化并以二进制形式保存在磁盘上二进制日志文件。
主从复制就是将 binlog 中的数据从主库传输到从库上，一般这个过程是异步的，即主库上的操作不会等待 binlog 同步地完成。
详细流程如下：
- 主库写 binlog：主库的更新 SQL(update、insert、delete) 被写到 binlog；
- 主库发送 binlog：主库创建一个 log dump 线程来发送 binlog 给从库；
- 从库写 relay log：从库在连接到主节点时会创建一个 IO 线程，以请求主库更新的 binlog，并且把接收到的 binlog 信息写入一个叫做 relay log 的日志文件；
- 从库回放：从库还会创建一个 SQL 线程读取 relay log 中的内容，并且在从库中做回放，最终实现主从的一致性。
2.主从延时原因
我们分析一下主从复制的过程。
MySQL 的主从复制都是单线程的操作，主库对所有 DDL 和 DML 产生 binlog，binlog 是顺序写，所以效率很高。
Slave 的 Slave_IO_Running 线程会到主库取日志，放入 relay log，效率会比较高。
Slave 的 Slave_SQL_Running 线程将主库的 DDL 和 DML 操作都在 Slave 实施，DML 和 DDL 的 IO 操作是随机的，不是顺序的，因此成本会很高。
还可能是 Slave 上的其他查询产生 lock 争用，由于 Slave_SQL_Running 也是单线程的，所以一个 DDL 卡住了，需要执行 10 分钟，那么所有之后的 DDL 会等待这个 DDL 执行完才会继续执行，这就导致了延时。
总结一下主从延迟的主要原因：主从延迟主要是出现在 “relay log 回放” 这一步，当主库的 TPS 并发较高，产生的 DDL 数量超过从库一个 SQL 线程所能承受的范围，那么延时就产生了，当然还有就是可能与从库的大型 query 语句产生了锁等待。
三、如何解决主从延时？
1.主从延迟情况
我们先看看，哪些情况会导致主从延时：
- 从库机器性能：从库机器比主库的机器性能差，只需选择主从库一样规格的机器就好。
- 从库压力大：可以搞了一主多从的架构，还可以把 binlog 接入到 Hadoop 这类系统，让它们提供查询的能力。
- 从库过多：要避免复制的从节点数量过多，从库数据一般以3-5个为宜。
- 大事务：如果一个事务执行就要 10 分钟，那么主库执行完后，给到从库执行，最后这个事务可能就会导致从库延迟 10 分钟啦。日常开发中，不要一次性 delete 太多 SQL，需要分批进行，另外大表的 DDL 语句，也会导致大事务。
- 网络延迟：优化网络，比如带宽 20M 升级到 100M。
- MySQL 版本低：低版本的 MySQL 只支持单线程复制，如果主库并发高，来不及传送到从库，就会导致延迟，可以换用更高版本的 MySQL，支持多线程复制。
2.主从延时解决方案
面试时，有些同学能回答出使用缓存、查询主库、提升机器配置等，仅仅这些么？
最容易想到的方法，缩短主从同步时间：
- 提升从库机器配置，可以和主库一样，甚至更好；
- 避免大事务；
- 搞多个从库，即一主多从，分担从库查询压力；
- 优化网络宽带；
- 选择高版本 MySQL，支持主库 binlog 多线程复制。
也可以从业务场景考虑：
- 使用缓存：我们在同步写数据库的同时，也把数据写到缓存，查询数据时，会先查询缓存，不过这种情况会带来 MySQL 和 redis 数据一致性问题。
- 查询主库：直接查询主库，这种情况会给主库太大压力，核心场景可以使用，比如订单支付。
如果能把上面基本回答出来，就已经非常厉害了，还有么？
其实还可以在 MySQL 架构上来考虑。
主库对数据安全性较高，设置配置如下：
sync_binlog = 1
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1
而 slave 不需要这么高的数据安全，完全可以将 sync_binlog 设置为 0，或者关闭 binlog，innodb_flushlog 也可以设置为 0，来提高 sql 的执行效率。
- 架构方案：使用多台 slave 来分摊读请求，再从这些 slave 中取一台专用的服务器，只作为备份用，不进行其他任何操作，比如设置 sync_binlog 为0，或者关闭 binglog 等，提升从库查询性能。
再问一下，还有么？可以在评论区讨论~
四、后记
再回过头来看这个问题，估计很多同学能回答出一二，但是这个不能成为你的加分项。
面对如此激烈的竞争环境，同样一个问题，你就需要比别人掌握得更多，回答得更全面，面试官才能对你刮目相看。
其实笔者当年面试小米时，也面试过这个问题，当时就是基于上面回答的。
后来的一次 MySQL 分享，讲得还不错，当时主管就说，笔者的 MySQL 掌握得挺好的，记得当时面试时问过一个 MySQL 主从复制问题，他都能回答到非常底层。
没想到，这都一年多了，当时的那场面试，居然给主管留下那么深刻的印象。
作者丨楼仔
来源丨公众号：楼仔（ID：gh_8de52dba3fda）
