MySQL中间件之ProxySQL(2)：初试读写分离

返回ProxySQL系列文章：http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/7586194.html

1.实现一个简单的读写分离

这里通过一个简单的示例实现ProxySQL的读写分离功能，算是ProxySQL的快速入门。即使是快速入门，需要配置的内容也很多，包括：后端MySQL配置、监控配置、发送SQL语句的用户、SQL语句的路由规则。所以，想要实现一个ProxySQL+MySQL，即使只实现最基本的功能，步骤也是挺多的，不过配置的逻辑都很简单。

实验环境：

角色	主机IP	server_id	数据状态
Proxysql	192.168.100.21	null	无
Master	192.168.100.22	110	刚安装的全新MySQL实例
Slave1	192.168.100.23	120	刚安装的全新MySQL实例
Slave2	192.168.100.24	130	刚安装的全新MySQL实例

为了演示完整的过程，这里把后端MySQL主从复制的基本配置步骤也列出来了。如了解配置过程，可跳过主从配置的部分。

注意点：slave节点需要设置read_only=1。如果后端是PXC/MGR/MariaDB Galera，则无需手动设置，因为会自动设置。

1.1 配置后端的主从复制

提供3个MySQL节点的配置文件。

# 以下是Master的配置文件
[mysqld]
datadir=/data
socket=/data/mysql.sock
server-id=110            
log-bin=/data/master-bin 
sync-binlog=1            
log-error=/data/error.log
pid-file=/data/mysqld.pid


# 以下是slave1的配置文件
[mysqld]
datadir=/data
socket=/data/mysql.sock  
server-id=120            
relay_log=/data/relay-log
log-error=/data/error.log
pid-file=/data/mysqld.pid
read_only=1

# 以下是slave2的配置文件
[mysqld]
datadir=/data
socket=/data/mysql.sock
server-id=130            
relay_log=/data/relay-log
log-error=/data/error.log
pid-file=/data/mysqld.pid
read_only=1

为3个MySQL节点提供数据目录/data

mkdir /data
chown -R mysql.mysql /data

初始化三个MySQL节点。

mysqld --initialize-insecure --user=mysql --datadir=/data

启动3个MySQL节点的mysqld服务。

systemctl start mysqld

连上master，修改root密码，创建用于复制的用户repl。

# 以下在master上执行
mysql> alter user root@localhost identified by 'P@ssword1!';

mysql> create user repl@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';
mysql> grant replication slave on *.* to repl@'192.168.100.%';

连上两个slave，开启复制线程。

# 以下在两个slave节点上都执行
change master to 
    master_host='192.168.100.22',
    master_user='repl',
    master_password='P@ssword1!',
    master_port=3306,
    master_log_file='master-bin.000001',
    master_log_pos=4;

start slave;

如此配置之后，3个MySQL节点就保持了同步。

1.2 向ProxySQL中添加MySQL节点

首先启动ProxySQL。

service proxysql start

启动后会监听两个端口，默认为6032和6033。6032端口是ProxySQL的管理端口，6033是ProxySQL对外提供服务的端口。

[root@s1 ~]# netstat -tnlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address  Foreign Address  State   PID/Program name
tcp        0      0 0.0.0.0:6032   0.0.0.0:*        LISTEN  1231/proxysql   
tcp        0      0 0.0.0.0:6033   0.0.0.0:*        LISTEN  1231/proxysql   
tcp        0      0 0.0.0.0:22     0.0.0.0:*        LISTEN  1152/sshd       
tcp        0      0 127.0.0.1:25   0.0.0.0:*        LISTEN  2151/master     
tcp6       0      0 :::22          :::*             LISTEN  1152/sshd       
tcp6       0      0 ::1:25         :::*             LISTEN  2151/master  

然后使用mysql客户端连接到ProxySQL的管理接口(admin interface)，该接口的默认管理员用户和密码都是admin。

[root@s1 ~]# mysql -uadmin -padmin -P6032 -h127.0.0.1 --prompt 'admin> '

我这里重新设置了提示符。

admin> show databases;
+-----+---------------+-------------------------------------+
| seq | name          | file                                |
+-----+---------------+-------------------------------------+
| 0   | main          |                                     |
| 2   | disk          | /var/lib/proxysql/proxysql.db       |
| 3   | stats         |                                     |
| 4   | monitor       |                                     |
| 5   | stats_history | /var/lib/proxysql/proxysql_stats.db |
+-----+---------------+-------------------------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

ProxySQL提供了几个库，每个库都有各自的意义。本文只是快速入门文章，不会详细介绍每个库中的每个表以及每个字段，不过在接下来的文章中，我会详细介绍到每个字段，因为每个字段都重要。

在本文，主要修改main和monitor数据库中的表。

admin> show tables from main;
+--------------------------------------------+
| tables                                     |
+--------------------------------------------+
| global_variables                           |
| mysql_collations                           |
| mysql_group_replication_hostgroups         |
| mysql_query_rules                          |
| mysql_query_rules_fast_routing             |
| mysql_replication_hostgroups               |
| mysql_servers                              |
| mysql_users                                |
| proxysql_servers                           |
| runtime_checksums_values                   |
| runtime_global_variables                   |
| runtime_mysql_group_replication_hostgroups |
| runtime_mysql_query_rules                  |
| runtime_mysql_query_rules_fast_routing     |
| runtime_mysql_replication_hostgroups       |
| runtime_mysql_servers                      |
| runtime_mysql_users                        |
| runtime_proxysql_servers                   |
| runtime_scheduler                          |
| scheduler                                  |
+--------------------------------------------+

admin> show tables from monitor;
+------------------------------------+
| tables                             |
+------------------------------------+
| mysql_server_connect_log           |
| mysql_server_group_replication_log |
| mysql_server_ping_log              |
| mysql_server_read_only_log         |
| mysql_server_replication_lag_log   |
+------------------------------------+

runtime_开头的是运行时的配置，这些是不能修改的。要修改ProxySQL的配置，需要修改了非runtime_表，修改后必须执行LOAD ... TO RUNTIME才能加载到RUNTIME生效，执行save ... to disk才能将配置持久化保存到磁盘。具体操作见后文。

insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.100.22',3306);
insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.100.23',3306);
insert into mysql_servers(hostgroup_id,hostname,port) values(10,'192.168.100.24',3306);

注：上面语句中没有先切换到main库也执行成功了，因为ProxySQL内部使用的SQLite3数据库引擎，和MySQL的解析方式是不一样的。即使执行了USE main语句也是无任何效果的，但不会报错。

查看这3个节点是否插入成功，以及它们的状态。请认真读一读每个字段的名称，混个眼熟。

admin> select * from mysql_serversG
*************************** 1. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.100.22
               port: 3306
             status: ONLINE
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
*************************** 2. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.100.23
               port: 3306
             status: ONLINE
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
*************************** 3. row ***************************
       hostgroup_id: 10
           hostname: 192.168.100.24
               port: 3306
             status: ONLINE
             weight: 1
        compression: 0
    max_connections: 1000
max_replication_lag: 0
            use_ssl: 0
     max_latency_ms: 0
            comment: 
3 rows in set (0.00 sec)

修改后，加载到RUNTIME，并保存到disk。

load mysql servers to runtime;
save mysql servers to disk;

1.3 监控后端MySQL节点

添加节点之后，还需要监控后端节点。对于后端是主从复制的环境来说，这是必须的，因为ProxySQL需要通过每个节点的read_only值来自动调整它们是属于读组还是写组。

首先在后端master节点上创建一个用于监控的用户名(只需在master上创建即可，因为会复制到slave上)，这个用户名只需具有USAGE权限即可。如果还需要监控复制结构中slave是否严重延迟于master(先混个眼熟：这个俗语叫做"拖后腿"，术语叫做"replication lag")，则还需具备replication client权限。这里直接赋予这个权限。

# 在master上执行：
mysql> create user monitor@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';
mysql> grant replication client on *.* to monitor@'192.168.100.%';

然后回到ProxySQL上配置监控。

set mysql-monitor_username='monitor';
set mysql-monitor_password='P@ssword1!';

以上设置实际上是在修改global_variables表，它和下面两个语句是等价的：

UPDATE global_variables SET variable_value='monitor'
 WHERE variable_name='mysql-monitor_username';

UPDATE global_variables SET variable_value='P@ssword1!'
 WHERE variable_name='mysql-monitor_password';

修改后，加载到RUNTIME，并保存到disk。

load mysql variables to runtime;
save mysql variables to disk;

验证监控结果：ProxySQL监控模块的指标都保存在monitor库的log表中。

以下是连接是否正常的监控(对connect指标的监控)：(在前面可能会有很多connect_error，这是因为没有配置监控信息时的错误，配置后如果connect_error的结果为NULL则表示正常)

admin> select * from mysql_server_connect_log;
+----------------+------+------------------+-------------------------+---------------+
| hostname       | port | time_start_us    | connect_success_time_us | connect_error |
+----------------+------+------------------+-------------------------+---------------+
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530968712977867 | 4174                    | NULL          |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530968712988986 | 4908                    | NULL          |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530968713000074 | 3044                    | NULL          |
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530968772978982 | 3407                    | NULL          |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530968772989627 | 3404                    | NULL          |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530968773000778 | 3444                    | NULL          |
+----------------+------+------------------+-------------------------+---------------+

以下是对心跳信息的监控(对ping指标的监控)：

admin> select * from mysql_server_ping_log;       
+----------------+------+------------------+----------------------+-------------+
| hostname       | port | time_start_us    | ping_success_time_us | ping_error  |
+----------------+------+------------------+----------------------+-------------+
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530968712666540 | 452                  | NULL        |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530968712668779 | 458                  | NULL        |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530968712671541 | 324                  | NULL        |
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530968722667071 | 1190                 | NULL        |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530968722669574 | 1162                 | NULL        |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530968722673162 | 1380                 | NULL        |
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530968732668840 | 1065                 | NULL        |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530968732670709 | 1054                 | NULL        |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530968732672703 | 1040                 | NULL        |
+----------------+------+------------------+----------------------+-------------+

但是，read_only和replication_lag的监控日志都为空。

admin> select * from mysql_server_read_only_log;
Empty set (0.00 sec)

admin> select * from mysql_server_replication_lag_log;
Empty set (0.00 sec)

这是因为还没有对ProxySQL中的节点分组：writer_hostgroup、reader_hostgroup。设置分组信息，需要修改的是main库中的mysql_replication_hostgroups表，该表只有3个字段：第一个字段名为writer_hostgroup，第二个字段为reader_hostgroup，第三个字段为注释字段，可随意写。

例如，指定写组的id为10，读组的id为20。

insert into mysql_replication_hostgroups values(10,20);

在该配置加载到RUNTIME生效之前，先查看下各mysql server所在的组。

admin> select hostgroup_id,hostname,port,status,weight from mysql_servers; 
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| hostgroup_id | hostname       | port | status | weight |
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| 10           | 192.168.100.22 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 10           | 192.168.100.23 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 10           | 192.168.100.24 | 3306 | ONLINE | 1      |
+--------------+----------------+------+--------+--------+

3个节点都在hostgroup_id=10的组中。

现在，将刚才mysql_replication_hostgroups表的修改加载到RUNTIME生效。

load mysql servers to runtime;
save mysql servers to disk;

一加载，Monitor模块就会开始监控后端的read_only值，当监控到read_only值后，就会按照read_only的值将某些节点自动移动到读/写组。

例如，此处所有节点都在id=10的写组，slave1和slave2都是slave，它们的read_only=1，这两个节点将会移动到id=20的组。如果一开始这3节点都在id=20的读组，那么移动的将是Master节点，会移动到id=10的写组。

看结果：

admin> select hostgroup_id,hostname,port,status,weight from mysql_servers;
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| hostgroup_id | hostname       | port | status | weight |
+--------------+----------------+------+--------+--------+
| 10           | 192.168.100.22 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 20           | 192.168.100.23 | 3306 | ONLINE | 1      |
| 20           | 192.168.100.24 | 3306 | ONLINE | 1      |
+--------------+----------------+------+--------+--------+

admin> select * from mysql_server_read_only_log;
+----------------+------+------------------+-----------------+-----------+--------+
| hostname       | port | time_start_us    | success_time_us | read_only | error  |
+----------------+------+------------------+-----------------+-----------+--------+
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530970372197917 | 8487            | 0         | NULL   |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530970372198992 | 7907            | 1         | NULL   |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530970372199835 | 8064            | 1         | NULL   |
| 192.168.100.22 | 3306 | 1530970373698824 | 10078           | 0         | NULL   |
| 192.168.100.23 | 3306 | 1530970373699825 | 9845            | 1         | NULL   |
| 192.168.100.24 | 3306 | 1530970373700786 | 10745           | 1         | NULL   |
+----------------+------+------------------+-----------------+-----------+--------+

1.4 配置mysql_users

上面的所有配置都是关于后端MySQL节点的，现在可以配置关于SQL语句的，包括：发送SQL语句的用户、SQL语句的路由规则、SQL查询的缓存、SQL语句的重写等等。

本小节是SQL请求所使用的用户配置，例如root用户。这要求我们需要先在后端MySQL节点添加好相关用户。这里以root和sqlsender两个用户名为例。

首先，在master节点上执行：(只需master执行即可，会复制给两个slave)

grant all on *.* to root@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';
grant all on *.* to sqlsender@'192.168.100.%' identified by 'P@ssword1!';

然后回到ProxySQL，配置mysql_users表，将刚才的两个用户添加到该表中。

insert into mysql_users(username,password,default_hostgroup) values('root','P@ssword1!',10);
insert into mysql_users(username,password,default_hostgroup) values('sqlsender','P@ssword1!',10);
load mysql users to runtime;
save mysql users to disk;

mysql_users表有不少字段，最主要的三个字段为username、password和default_hostgroup：

• username：前端连接ProxySQL，以及ProxySQL将SQL语句路由给MySQL所使用的用户名。
• password：用户名对应的密码。可以是明文密码，也可以是hash密码。如果想使用hash密码，可以先在某个MySQL节点上执行select password(PASSWORD)，然后将加密结果复制到该字段。
• default_hostgroup：该用户名默认的路由目标。例如，指定root用户的该字段值为10时，则使用root用户发送的SQL语句默认情况下将路由到hostgroup_id=10组中的某个节点。

admin> select * from mysql_usersG
*************************** 1. row ***************************
              username: root
              password: P@ssword1!
                active: 1            #  注意本行
               use_ssl: 0
     default_hostgroup: 10
        default_schema: NULL
         schema_locked: 0
transaction_persistent: 1            #  注意本行
          fast_forward: 0
               backend: 1
              frontend: 1
       max_connections: 10000
*************************** 2. row ***************************
              username: sqlsender
              password: P@ssword1!
                active: 1
               use_ssl: 0
     default_hostgroup: 10
        default_schema: NULL
         schema_locked: 0
transaction_persistent: 1
          fast_forward: 0
               backend: 1
              frontend: 1
       max_connections: 10000

虽然本文不详细介绍mysql_users表，但上面标注了"注意本行"的两个字段必须要引起注意。

只有active=1的用户才是有效的用户。

至于transaction_persistent字段，当它的值为1时，表示事务持久化：当某连接使用该用户开启了一个事务后，那么在事务提交/回滚之前，所有的语句都路由到同一个组中，避免语句分散到不同组(更进一步的，它会自动禁用multiplexing，让同一个事务的语句从同一个连接路由出去，保证路由到同一个组的同一个节点)。在以前的版本中，默认值为0，不知道从哪个版本开始，它的默认值为1。我们期望的值为1，所以在继续下面的步骤之前，先查看下这个值，如果为0，则执行下面的语句修改为1。

update mysql_users set transaction_persistent=1 where username='root';
update mysql_users set transaction_persistent=1 where username='sqlsender';
load mysql users to runtime;
save mysql users to disk;

然后，另开一个终端，分别使用root用户和sqlsender用户测试下它们是否能路由到默认的hostgroup_id=10(它是一个写组)读、写数据。

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e "select @@server_id"
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         110 |
+-------------+

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e "create database proxy_test"

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e "show databases;"
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| proxy_test         |
| sys                |
+--------------------+

[root@s1 ~]# mysql -usqlsender -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e '
                        use proxy_test;
                        create table t(id int);' 

[root@s1 ~]# mysql -usqlsender -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e 'show tables from proxy_test;'
+-------------------------+
| Tables_in_proxy_test    |
+-------------------------+
| t                       |
+-------------------------+

1.5 读写分离：配置路由规则

ProxySQL的路由规则非常灵活，可以基于用户、基于schema以及基于每个语句实现路由规则的定制。

本文作为入门文章，实现一个最简单的语句级路由规则，从而实现读写分离。必须注意，这只是实验，实际的路由规则绝不应该仅根据所谓的读、写操作进行分离，而是从各项指标中找出压力大、执行频繁的语句单独写规则、做缓存等等。

和查询规则有关的表有两个：mysql_query_rules和mysql_query_rules_fast_routing，后者是前者的扩展表，1.4.7之后才支持该快速路由表。本文只介绍第一个表。

插入两个规则，目的是将select语句分离到hostgroup_id=20的读组，但由于select语句中有一个特殊语句SELECT...FOR UPDATE它会申请写锁，所以应该路由到hostgroup_id=10的写组。

insert into mysql_query_rules(rule_id,active,match_digest,destination_hostgroup,apply)
VALUES (1,1,'^SELECT.*FOR UPDATE$',10,1),
       (2,1,'^SELECT',20,1);

load mysql query rules to runtime;
save mysql query rules to disk;

select ... for update规则的rule_id必须要小于普通的select规则的rule_id，因为ProxySQL是根据rule_id的顺序进行规则匹配的。

再来测试下，读操作是否路由给了hostgroup_id=20的读组。

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e 'select @@server_id'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         120 |
+-------------+

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e 'select @@server_id'
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         130 |
+-------------+

读操作已经路由给读组，再看看写操作。这里以事务持久化进行测试。

[root@s1 ~]# mysql -uroot -pP@ssword1! -P6033 -h127.0.0.1 -e '
                        start transaction;
                        select @@server_id;
                        commit;
                        select @@server_id;'

+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         110 |
+-------------+
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|         120 |
+-------------+

显然，一切都按照预期进行。

最后，如果想查看路由的信息，可查询stats库中的stats_mysql_query_digest表。以下是该表的一个输出格式示例(和本文无关)。

admin> SELECT hostgroup hg,
              sum_time,
              count_star,
              digest_text 
       FROM stats_mysql_query_digest
       ORDER BY sum_time DESC;
+----+----------+------------+-------------------------------------------------------------+
| hg | sum_time | count_star | digest_text                                                 |
+----+----------+------------+-------------------------------------------------------------+
| 2  | 14520738 | 50041      | SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=?                            |
| 1  | 3142041  | 5001       | COMMIT                                                      |
| 1  | 2270931  | 5001       | SELECT c FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN ? AND ?+? ORDER BY c |
| 1  | 2021320  | 5003       | SELECT c FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN ? AND ?+?            |
| 1  | 1768748  | 5001       | UPDATE sbtest1 SET k=k+? WHERE id=?                         |
| 1  | 1697175  | 5003       | SELECT SUM(K) FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN ? AND ?+?       |
| 1  | 1346791  | 5001       | UPDATE sbtest1 SET c=? WHERE id=?                           |
| 1  | 1263259  | 5001       | DELETE FROM sbtest1 WHERE id=?                              |
| 1  | 1191760  | 5001       | INSERT INTO sbtest1 (id, k, c, pad) VALUES (?, ?, ?, ?)     |
| 1  | 875343   | 5005       | BEGIN                                                       |
+----+----------+------------+-------------------------------------------------------------+

至此，MySQL的读写分离尝鲜结束。该系列后面的文章将详细介绍ProxySQL的各个方面。