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基于 MaxScale 实现 MySQL 读写分离

news 2025/7/25 11:28:40

在高并发 MySQL 场景中，读写分离是提升数据库性能的核心手段之一。MaxScale 作为 MariaDB 官方推出的开源中间件，凭借灵活的插件机制和对数据一致性的精准控制，成为实现 MySQL 读写分离的优质选择。本文将详细介绍 MaxScale 的工作原理、部署步骤及最佳实践，帮助运维人员快速搭建可靠的读写分离架构。

一、MaxScale 读写分离核心原理

MaxScale 实现 MySQL 读写分离的核心在于智能路由与数据一致性保障，其关键机制包括：

  1. 读写请求分流
    通过readwritesplit路由器插件，自动将写操作（如INSERT、UPDATE、DELETE）路由至主库，读操作（如SELECT）分发至从库，减轻主库压力。

  2. 数据一致性控制
    依托 MySQL 半同步复制，MaxScale 通过以下方式确保从库读取的数据有效性：

    • 延迟阈值控制：通过max_slave_replication_lag参数设定允许的最大主从延迟（如 1 秒），超过该阈值的从库将被排除在读请求路由之外；
    • 因果读取：配置causal_reads=local后，若从库延迟较高，MaxScale 会等待causal_reads_timeout（默认 10 秒），超时后自动将请求路由至主库，避免读取过期数据。

  3. 故障容错
    当所有从库延迟均超过阈值时，读请求将自动路由至主库，保证业务连续性（需注意主库负载压力）。

二、部署环境与拓扑规划

1. 环境说明

  • 数据库架构：1 主 2 从半同步复制（MySQL 5.7+）
  • MaxScale 版本：6.1.4（支持 MySQL 读写分离的稳定版本）
  • 操作系统：CentOS 7

2. 节点拓扑

主机名IP 地址角色说明
node410.186.63.88MaxScale 中间件处理读写请求路由
node110.186.61.191MySQL 主库（Master）处理写操作，同步数据至从库
node210.186.61.192MySQL 从库（Slave）处理读操作
node310.186.63.64MySQL 从库（Slave）处理读操作

三、部署步骤详解

1. 后端 MySQL 环境准备

（1）配置主从半同步复制

确保主库已开启半同步复制，从库正常同步：

-- 主库验证半同步客户端数量（应为2，对应两个从库）
mysql> show global status like 'Rpl_semi_sync_master_clients';
+------------------------------+-------+
| Variable_name                | Value |
+------------------------------+-------+
| Rpl_semi_sync_master_clients | 2     |
+------------------------------+-------+-- 查看从库状态
mysql> show slave hosts;
+-----------+---------------+------+-----------+--------------------------------------+
| Server_id | Host          | Port | Master_id | Slave_UUID                           |
+-----------+---------------+------+-----------+--------------------------------------+
| 737716692 | 10.186.61.192 | 3306 | 622227692 | d121bf0f-1922-11ed-86d9-02000aba3dc0 |
| 534997148 | 10.186.63.64  | 3306 | 622227692 | bb3d53a9-1940-11ed-a059-02000aba3f40 |
+-----------+---------------+------+-----------+--------------------------------------+

（2）创建 MaxScale 所需用户

  • 路由用户：用于 MaxScale 连接数据库并路由请求

    CREATE USER 'maxscale'@'%' IDENTIFIED BY '123';
GRANT SELECT ON mysql.* TO 'maxscale'@'%';  -- 需查询mysql库获取主从信息
GRANT SHOW DATABASES ON *.* TO 'maxscale'@'%';

  • 监控用户：用于 MaxScale 监控主从状态

    CREATE USER 'monitor'@'%' IDENTIFIED BY '123';
GRANT REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'monitor'@'%';  -- 允许查看复制状态

2. 安装与配置 MaxScale

（1）安装依赖与 MaxScale
# 安装依赖包
yum -y install libcurl libaio openssl gnutls libatomic# 下载并解压安装包
wget https://dlm.mariadb.com/1864578/MaxScale/6.1.4/bintar/rhel/7/x86_64/maxscale-6.1.4.rhel.7.tar.gz
mkdir -p /data/maxscale
tar xf maxscale-6.1.4.rhel.7.tar.gz -C /data/maxscale --strip-components=1# 创建运行用户
groupadd maxscale
useradd -g maxscale maxscale
chown -R maxscale.maxscale /data/maxscale

（2）密码加密（安全加固）

MaxScale 需加密存储数据库用户密码，避免明文泄露：

# 生成加密密钥
/data/maxscale/bin/maxkeys /data/maxscale/var/lib/maxscale# 加密用户密码（以密码123为例）
/data/maxscale/bin/maxpasswd /data/maxscale/var/lib/maxscale/ 123
# 输出加密后的密码（示例）：F270B97B3D4D37BC619EB02304A02C1456F41B05CF2D7E5F37BA48CC7646C2E4

（3）配置 MaxScale 核心文件（maxscale.cnf）

配置文件需定义服务器节点、监控模块、路由服务及监听器，路径为/data/maxscale/etc/maxscale.cnf：

[maxscale]
threads=auto  # 自动分配线程数# 后端MySQL服务器定义
[dbserv1]
type=server
address=10.186.61.191  # 主库IP
port=3306
protocol=MariaDBBackend[dbserv2]
type=server
address=10.186.61.192  # 从库1 IP
port=3306
protocol=MariaDBBackend[dbserv3]
type=server
address=10.186.63.64   # 从库2 IP
port=3306
protocol=MariaDBBackend# 主从监控模块
[Replication-Monitor]
type=monitor
module=mariadbmon  # 监控主从复制状态的插件
servers=dbserv1, dbserv2, dbserv3
user=monitor  # 监控用户
password=F270B97B3D4D37BC619EB02304A02C1456F41B05CF2D7E5F37BA48CC7646C2E4  # 加密后的密码
monitor_interval=2000ms  # 监控间隔# 读写分离服务
[Read-Write-Service]
type=service
router=readwritesplit  # 读写分离路由插件
servers=dbserv1, dbserv2, dbserv3
user=maxscale  # 路由用户
password=F270B97B3D4D37BC619EB02304A02C1456F41B05CF2D7E5F37BA48CC7646C2E4  # 加密后的密码
max_slave_connections=2  # 每个从库最大连接数
master_accept_reads=false  # 主库不处理读请求（除非从库不可用）
max_slave_replication_lag=1s  # 允许的最大从库延迟
# causal_reads=local  # 开启因果读取（按需启用）
# causal_reads_timeout=10  # 因果读取超时时间# 监听器（客户端连接入口）
[Read-Write-Listener]
type=listener
service=Read-Write-Service
protocol=MariaDBClient
port=33060  # MaxScale监听端口（区别于MySQL的3306）

3. 启动 MaxScale 服务

（1）创建系统服务文件
cat > /usr/lib/systemd/system/maxscale.service << 'EOF'
[Unit]
Description=MariaDB MaxScale Database Proxy
After=network.target[Service]
Type=forking
Restart=on-abort
User=maxscale
Group=maxscale
ExecStart=/data/maxscale/bin/maxscale --user=maxscale --basedir=/data/maxscale/ --config=/data/maxscale/etc/maxscale.cnf
TimeoutStartSec=120
LimitNOFILE=65535
RestartForceExitStatus=75[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

（2）启动并验证服务
systemctl daemon-reload
systemctl start maxscale
systemctl enable maxscale  # 开机自启# 检查服务状态
systemctl status maxscale

四、读写分离效果验证

1. 查看后端服务器状态

使用maxctrl工具检查 MaxScale 识别的主从状态：

maxctrl list servers

预期输出（主库标记为Master，从库为Slave）：

┌─────────┬───────────────┬──────┬─────────────┬─────────────────┐
│ Server  │ Address       │ Port │ Connections │ State           │
├─────────┼───────────────┼──────┼─────────────┼─────────────────┤
│ dbserv1 │ 10.186.61.191 │ 3306 │ 1           │ Master, Running │
│ dbserv2 │ 10.186.61.192 │ 3306 │ 1           │ Slave, Running  │
│ dbserv3 │ 10.186.63.64  │ 3306 │ 1           │ Slave, Running  │
└─────────┴───────────────┴──────┴─────────────┴─────────────────┘

2. 验证读请求分发

通过 MaxScale 端口（33060）连接数据库，多次执行读操作，观察返回的主机名（需数据库开启hostname系统变量）：

# 连接MaxScale
mysql -umaxscale -p123 -h 10.186.63.88 -P 33060# 执行读操作（多次执行）
mysql> select @@hostname;

预期结果：读请求交替路由至 node2 和 node3（从库），证明读请求分发生效。

3. 验证写请求路由

执行写操作（如插入数据），检查主从数据同步情况：

-- 在MaxScale连接中执行写操作
mysql> insert into test.t values(1, 'test');-- 分别登录主库和从库，验证数据是否同步
-- 主库（node1）
mysql> select * from test.t;  -- 应有新增记录-- 从库（node2）
mysql> select * from test.t;  -- 应有新增记录（半同步复制确保同步）

五、最佳实践与注意事项

  1. 主库负载保护
    当所有从库延迟超限时，读请求会全部路由至主库，可能导致主库过载。建议：

    • 合理设置max_slave_replication_lag（如业务允许可放宽至 3-5 秒）；
    • 监控主库负载，必要时临时扩容从库。

  2. 用户权限最小化
    MaxScale 的maxscale用户仅需SELECT（mysql 库）和SHOW DATABASES权限，monitor用户仅需REPLICATION CLIENT，避免过度授权。

  3. 连接池优化
    根据业务并发量调整max_slave_connections和max_connections参数，避免连接数不足或资源浪费。

  4. 监控与告警
    通过 MaxScale 的监控插件（如prometheus）收集路由指标，设置主从延迟、连接数等关键指标的告警阈值。

总结

MaxScale 通过插件化设计实现了 MySQL 读写分离的灵活配置，尤其在数据一致性控制上表现出色。通过本文的部署步骤，可快速搭建 “1 主 2 从 + MaxScale” 架构，将读压力分流至从库，同时保障数据读取的有效性。实际应用中，需结合业务特性调整延迟阈值和连接参数，平衡性能与一致性，构建高可用的数据库服务。


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