分布式系统+数据库主从复制详解

《分布式系统原理和范型》一书中是这样定义分布式系统的：“分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统”。
从进程角度看，两个程序分别运行在两个台主机的进程上，它们相互协作最终完成同一个服务（或者功能），那么理论上这两个程序所组成的系统，也可以称作是“分布式系统”。

当然，这个两个程序可以是不同的程序，也可以是相同的程序。如果是相同的程序，我们又可以称之为“集群”。所谓集群，就是将相同的程序，通过不断横向扩展，以提高服务能力的方式。

集中式系统就是把所有的程序、功能都集中到一台主机上，从而往外提供服务的方式。
把Web服务器、数据库等都会安装到一台电脑上。好处是，易于理解、方便维护，想要的东西我都放到了一个地方，东西好找啊。当然弊端也是显而易见的，如果这台机子崩了，或者硬盘坏了，那相当与整个系统就奔溃了，而且如果备份也是在这个硬盘上，那相当于招了灭顶之灾。
所以巴菲特有个关于投资的名言，就是“不要把鸡蛋放在一个篮子里”。对于系统而言也是如此。厂商的机子不可能永远保证永远不坏，我们也无法保证黑客不会来对我们的系统搞基，最为关键的是，我们自己无法保证自己的程序不会出bug。所以问题无法避免，错误也不可避免。我们只能鸡蛋分散到不同的篮子里，来减轻一锅端的风险。这就是为什么需要分布式系统的原因。

使用分布式系统的另外一个理由是可扩展性。毕竟任何主机（哪怕是小型机、超级计算机）都会有性能的极限。而分布式系统可以通过不断扩张主机的数量以实现横向水平性能的扩展。大家也都了解到 Google 的服务器主机，大多是淘汰的二线机子拼凑的吧。

异构性：分布式系统由于基于不同的网络、操作系统、计算机硬件和编程语言来构造，必须要考虑一种通用的网络通信协议来屏蔽异构系统之间的差异。一般交由中间件来处理这些差异。

缺乏全球时钟：在程序需要协作时，它们通过交换消息来协调它们的动作。紧密的协调经常依赖于对程序动作发生时间的共识，但是，实际上网络上计算机同步时钟的准确性受到极大的限制，即没有一个正确时间的全局概念。这是通过网络发送消息作为唯一的通信方式这一事实带来的直接结果。

一致性：数据被分散或者复制到不同的机器上，如何保证各台主机之间的数据的一致性将成为一个难点。

故障的独立性：任何计算机都有可能故障，且各种故障不尽相同。他们之间出现故障的时机也是相互独立的。一般分布式系统要设计成被允许出现部分故障而不影响整个系统的正常使用。

并发：分布式系统的目的，是为了更好的共享资源。那么系统中的每个资源都必须被设计成在并发环境中是安全的。

透明性：分布式系统中任何组件的故障、或者主机的升级、迁移对于用户来说都是透明的，不可见的。

开放性：分布式系统由不同的程序员来编写不同的组件，组件最终要集成成为一个系统，那么组件所发布的接口必须遵守一定的规范且能够被互相理解。

安全性：加密用于给共享资源提供适当的保护，在网络上所有传递的敏感信息，都需要进行加密。拒绝服务攻击仍然是一个有待解决的问题。

可扩展性：系统要设计成随着业务量的增加，相应的系统也必须要能扩展来提供对应的服务。

设计分布式系统的本质就是“如何合理将一个系统拆分成多个子系统部署到不同机器上”。
所以首要考虑的问题是如何合理的将系统进行拆分。由于拆分后的各个子系统不可能孤立的存在，必然是通过网络进行连接交互，所以它们之间如何通信变得尤为重要。当然在通信过程要识别“敌我”，防止信息在传递过程中被拦截和窜改，这就涉及到安全问题了。分布式系统要适应不断增长的业务需求，那么就需要考虑其扩展性。分布式系统还必须要保证可靠性和数据的一致性。
概况起来，在设计分布式系统时，应考虑以下几个问题：
系统如何拆分为子系统？
如何规划子系统间的通信？
通信过程中的安全如何考虑？
如何让子系统可以扩展？
子系统的可靠性如何保证？
数据的一致性是如何实现的？

1. 一台服务器开多个Mysql服务
2. 主数据库配置
3. 从数据库配置
4. 主从数据库同步

（1）安装数据库
此处数据库版本为5.7，按照数据库安装步骤装好数据库，并配置环境。将该数据库作为主库，下图为数据库安装路径。

下图为数据库Data的存放路径

注意：标红的部分，两个配置文件有所不同，后文会详解。
（2）建立新的MYSQL服务安装路径
注意：对数据库进行操作时，一定要先关闭数据库服务！！！
关闭数据库服务，选择任意路径，在该路径下建立用于存放从库的文件夹，将主库安装路径下（有bin文件的路径）的所有文件复制到从库文件夹下；

（3）拷贝Data文件
将主库的Data文件夹直接拷贝到从库文件夹下，与上一步拷贝到的路径相同。

注意：拷贝时，也拷贝了主库的auto.cnf文件，该文件存储数据库的uuid，直接拷贝会引发主从库uuid错误，因此最好在此处修改从库中auto.cnf中uuid的数值，修改方式参考下文问题解决方法。
（4）修改配置文件
在MYSQL2下修改my-default.ini文件，重命名为my.ini，修改后内容如下；

port为该MYSQL服务的端口，默认的端口为3306，此处一定要设置与已有端口不同，且唯一。Server-id为该MYSQL服务的唯一标识，默认设置为1，此处一定要设置与默认值不同，且唯一；
basedir为从库的安装路径，即创建的文件夹路径；datadir为从库Data文件的路径；
log-bin为数据库开启log日志，该日志用来记录数据操作，主从复制主要依赖log日志；
replicate-do-db为需要复制的数据库名。
（5）安装服务
以管理员身份运行cmd，执行命令：
mysqld -install mysql2 -defaults-file=F:MYSQL2my.ini

mysql2为启动的服务名，必须唯一。
补充（不属于操作步骤）：删除服务指令为：mysql –remove mysql2
（6）修改注册表
在开始菜单输入regidit命令打开注册表，找到HKEY_LOCAL_MACHINE -> SYSTEM -> CurrentControlSet -> services -> mysql2选中后将ImagePath参数值改成自己的安装路径即可。（一定要仔细校对，少一个横杠都可能会失败！）

（7）启动服务并登录
在命令行继续输入：net start mysql2

注意，登录时要输入端口号，因为开启了多个MYSQL服务，需要端口号识别。

（一定要在关闭服务的前提下操作）主数据库配置文件如下：（注意，此处为Data文件下的my.ini文件，并非是安装路径下的my-default.ini）

为了操作方便，从数据库配置在前面开启多个MYSQL服务时已经全部配置完成。

（1）为从库添加一个用户，在主库指定replication权限
用root用户登录从库，创建一个用于同步的用户，并为该用户授权。授予all权限，才能执行change master指令。
create user ‘yyk2’@’%’ identified by ‘yyk’;
grant all privileges on . to ‘yyk2’@’%’ identified by ‘yyk’;

登录主库，创建用户yyk2，并为从库的yyk2用户授予复制权限
grant replication slave on . to ‘yyk2’@’%’ identified by ‘yyk’;

（2）查看主库状态
show master status

记录File以及Position的值。
（3）在从库设置它的主库
退出从库，用已授权用户yyk2重新登录，并设置它的主库，此处要填写对应的File以及Position。
change master to master_host=‘127.0.0.1’,master_port=3306,master_user=‘yyk2’,master_password=‘yyk’,master_log_file=‘mysql-bin.000002’,master_log_pos=997;
（4）在从库开启数据库复制功能并查看是否成功
start slave;
show slave statusG;

如果有两个YES则表明成功。

最容易出现的问题：

报错内容为：The slave I/O thread stops because master and slave have equal MySQL server UUIDs;these UUIDs must be different for replocation to work.
分别查看主从数据库的uuid，可以看到值相同
查看方式两种：
1、分别登录主库和从库，直接在命令行输入
show variables like ‘%server%’;
2、分别在主库和从库的Data文件夹下查看auto.cnf的内容。
这里需要修改server UUID
关闭slave：
stop slave
利用select uuid()自动生成一个uuid：
select uuid();

关闭MYSQL2服务在MYSQL2的安装路径下的Data文件夹下找到文件auto.cnf

修改其中的uuid的值，修改为上文随机生成的值0a3a8da-41d1-11e7-b4ae-60a44c65a128。
重启开启MYSQL2服务
进入从库:
start slave
show slave statusG;
再查看状态，成功。