LNMP架构下，如何具体配置实现MySQL数据库读写分离？

在构建高性能、高可用的Web应用时，数据库往往是整个系统的瓶颈，随着业务量的增长，单一的数据库服务器很快会面临巨大的压力，表现为查询缓慢、连接数过多等问题，为了解决这一难题，数据库读写分离架构应运而生，在主流的LNMP（Linux + Nginx + MySQL + PHP）架构中，实现MySQL的读写分离是提升网站性能和扩展性的关键一步。

读写分离的核心思想是将数据库的读操作和写操作分摊到不同的服务器上,我们通常设置一台数据库作为主库，专门处理所有的写操作（INSERT、UPDATE、DELETE）以及部分对实时性要求极高的读操作，然后设置一台或多台数据库作为从库，专门处理普通的读操作（SELECT），主库和从库之间通过MySQL的主从复制机制保持数据同步。

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核心原理：MySQL主从复制

在实现读写分离之前,必须先搭建好MySQL的主从复制环境，其工作流程如下：

1. 主库记录变更：主库将所有改变数据的操作（写操作）记录到二进制日志中。
2. 从库请求日志：从库的I/O线程连接到主库，并请求从指定位置开始的二进制日志内容。
3. 主库发送日志：主库的I/O线程通过一个Binlog dump线程响应从库的请求，将二进制日志事件发送给从库。
4. 从库应用日志：从库接收到日志事件后，将其写入自己的中继日志中。
5. 从库执行变更：从库的SQL线程读取中继日志中的事件，并在本地数据库中重放这些操作，从而实现与主库的数据同步。

通过这个机制,从库上的数据会与主库保持一致，为后续的读写分离奠定了基础。

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实现步骤：从配置到应用

实现LNMP环境下的数据库读写分离,主要分为两个阶段：搭建主从复制环境和修改应用程序代码。

搭建MySQL主从复制

假设我们有两台服务器,主库IP为168.1.10，从库IP为168.1.11。

配置主库

编辑主库的MySQL配置文件my.cnf（通常位于/etc/my.cnf），在[mysqld]区域添加或修改以下内容：

[mysqld]
# 服务器ID，必须唯一
server-id = 1
# 启用二进制日志
log-bin = mysql-bin
# 指定要复制的数据库（可选，建议使用）
binlog-do-db = your_database_name

重启MySQL服务使配置生效,登录MySQL，创建一个用于复制的专用账户，并授权：

CREATE USER 'replicator'@'%' IDENTIFIED BY 'strong_password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replicator'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

锁定数据库并查看当前主库的二进制日志状态,记录下File和Position的值，配置从库时需要用到：

FLUSH TABLES WITH READ LOCK;
SHOW MASTER STATUS;

输出结果类似：

+------------------+----------+--------------+------------------+
| File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB |
+------------------+----------+--------------+------------------+
| mysql-bin.000001 |      154 | your_database_name |                  |
+------------------+----------+--------------+------------------+

记录下mysql-bin.000001和154，然后解锁表（如果后续有数据写入，可以不立即解锁，待从库配置完成后再解锁）：

UNLOCK TABLES;

配置从库

编辑从库的my.cnf文件，同样在[mysqld]区域添加：

[mysqld]
# 服务器ID，必须与主库不同
server-id = 2
# 启用中继日志
relay-log = mysql-relay

重启MySQL服务,登录从库的MySQL，执行以下命令来配置连接主库的信息：

CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='192.168.1.10',
    MASTER_USER='replicator',
    MASTER_PASSWORD='strong_password',
    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',
    MASTER_LOG_POS=154;

请确保MASTER_LOG_FILE和MASTER_LOG_POS与之前在主库查到的值一致。

然后启动从库的复制线程：

START SLAVE;

检查从库的复制状态：

SHOW SLAVE STATUSG;

在输出结果中,重点关注两项：

• Slave_IO_Running: Yes
• Slave_SQL_Running: Yes

如果这两项都为Yes，则表示主从复制搭建成功。

为了更清晰地对比,主从库的核心配置差异如下表所示：

配置项	主库	从库
server-id	1 (或其他唯一值)	2 (或其他唯一值，不与主库相同)
log-bin	启用 (如 mysql-bin)	通常不启用
relay-log	不启用	启用 (如 mysql-relay)
复制账户	创建并授权	不创建

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在PHP应用中实现读写分离

数据库层面已经准备就绪,接下来需要在PHP代码中实现读写逻辑的分离，核心思想是：创建两个数据库连接对象，一个指向主库，一个指向从库，根据SQL语句的类型，动态选择使用哪个连接。

以下是一个基于PDO的简单示例：

<?php
class DB {
    private static $master_pdo = null;
    private static $slave_pdo = null;
    // 获取主库连接（用于写操作）
    public static function getMaster() {
        if (self::$master_pdo === null) {
            $dsn = 'mysql:host=192.168.1.10;dbname=your_database_name';
            $user = 'root';
            $pass = 'your_master_password';
            self::$master_pdo = new PDO($dsn, $user, $pass);
            self::$master_pdo->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
        }
        return self::$master_pdo;
    }
    // 获取从库连接（用于读操作）
    public static function getSlave() {
        if (self::$slave_pdo === null) {
            $dsn = 'mysql:host=192.168.1.11;dbname=your_database_name';
            $user = 'root';
            $pass = 'your_slave_password';
            self::$slave_pdo = new PDO($dsn, $user, $pass);
            self::$slave_pdo->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
        }
        return self::$slave_pdo;
    }
}
// 执行读操作
function read_data($user_id) {
    $pdo = DB::getSlave();
    $stmt = $pdo->prepare("SELECT * FROM users WHERE id = ?");
    $stmt->execute([$user_id]);
    return $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);
}
// 执行写操作
function write_data($username, $email) {
    $pdo = DB::getMaster();
    $stmt = $pdo->prepare("INSERT INTO users (username, email) VALUES (?, ?)");
    return $stmt->execute([$username, $email]);
}
// 使用示例
$userInfo = read_data(1); // 此查询会发送到从库
$insertResult = write_data('testuser', 'test@example.com'); // 此插入会发送到主库
?>

对于大型项目,手动管理连接会变得复杂，此时可以考虑使用成熟的数据库中间件，如ProxySQL、MySQL Router等，它们能自动将SQL请求转发到后端合适的数据库实例，许多现代PHP框架（如Laravel、ThinkPHP）也内置了对读写分离的支持，只需在配置文件中进行简单设置即可。

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相关问答FAQs

Q1：主从复制出现延迟怎么办？
A1：主从延迟是读写分离架构中常见的问题，当主库上的写操作非常频繁，而网络带宽或从库性能不足时，从库同步数据就会滞后于主库，缓解策略包括：

1. 优化网络：确保主从库之间网络连接稳定且带宽充足。
2. 提升从库硬件：从库的磁盘I/O和CPU性能不应低于主库。
3. 半同步复制：开启MySQL的半同步复制插件，确保至少一个从库已接收并写入事务，主库才提交，牺牲少量性能换取数据安全性和降低延迟。
4. 业务层面处理：对于写入后立即需要读取最新数据的场景，可以强制将这次读操作也指向主库，避免读到延迟的从库数据。

Q2：如果主库宕机了，如何实现高可用？
A2：主库宕机是生产环境必须考虑的严重故障，基本的处理流程是主从切换：

1. 停止从库的复制进程：在所有健康的从库上执行STOP SLAVE;。
2. 提升新主库：选择一个数据最完整的从库，执行RESET MASTER;清除其从库信息，使其成为新的主库。
3. 重新配置其他从库：让其他从库指向这个新的主库，并使用CHANGE MASTER TO命令更新连接信息，然后START SLAVE;。
4. 修改应用配置：将应用中所有写操作的数据库连接地址更新为新主库的IP。
   这个过程可以手动完成，但效率低且易出错，在生产环境中，通常会使用MHA（Master High Availability）或Orchestrator等自动化高可用管理工具来实现故障的自动检测和主从切换，大大缩短了服务中断时间。