数据库高可用：主从复制与读写分离

数据库高可用：主从复制与读写分离

数据库是系统的核心组件，一旦宕机整个业务就瘫痪了。构建数据库高可用架构是保障业务连续性的关键。本文介绍MySQL主从复制的原理、读写分离的实现方案以及故障自动切换的设计。

主从复制原理

MySQL主从复制基于Binlog（二进制日志）。Master将数据变更写入Binlog，Slave通过IO线程从Master拉取Binlog，然后通过SQL线程重放这些变更，实现数据同步。

复制模式：异步复制（默认）——Master写完Binlog就返回成功，不等Slave确认。性能最好但可能丢数据。半同步复制——Master等待至少一个Slave确认收到Binlog后才返回成功。兼顾性能和安全，推荐生产环境使用。组复制（MGR）——基于Paxos协议的多节点一致性方案，阿里云RDS的高可用版就是基于类似原理。

读写分离实现

应用层实现：在代码中配置多个数据源，写操作走Master数据源，读操作走Slave数据源。可以使用Spring的AbstractRoutingDataSource实现动态切换。优点：灵活可控。缺点：侵入业务代码。

代理层实现：使用数据库代理（如MySQL Router、ProxySQL、阿里云DBP）自动识别读写操作并路由。应用只连接代理，代理负责将SELECT路由到Slave，INSERT/UPDATE/DELETE路由到Master。优点：对应用透明。缺点：增加一层网络跳转。

阿里云RDS：RDS自带只读实例和读写分离功能。创建只读实例后，开启读写分离代理，应用连接代理地址即可。代理自动处理读写路由、负载均衡、故障切换。

故障自动切换

当Master宕机时，需要自动将Slave提升为新的Master。实现方案：

MHA（Master High Availability）：日本DeNA开发的MySQL高可用方案。监控Master状态，Master宕机时自动选择最新的Slave提升为Master，并重新配置其他Slave。切换时间约10-30秒。

Orchestrator：GitHub开源的MySQL拓扑管理和故障转移工具。提供Web UI查看复制拓扑，支持自动和手动故障转移。

阿里云RDS：RDS高可用版自带自动故障切换，RPO=0（不丢数据），RTO<30秒。无需自建高可用方案。