MySQL-Proxy 主从复制与读写分离

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1、什么是读写分离

MySQL Proxy最强大的一项功能是实现“读写分离(Read/Write Splitting)”。基本的原理是让主数据库处理事务性查询，而从数据库处理SELECT查询。数据库复制被用来把事务性查询导致的变更同步到集群中的从数据库。 当然，主服务器也可以提供查询服务。使用读写分离最大的作用无非是环境服务器压力。可以看下这张图：

读写分离的好处

  1. 增加冗余
  2. 增加了机器的处理能力
  3. 对于读操作为主的应用，使用读写分离是最好的场景，因为可以确保写的服务器压力更小，而读又可以接受点时间上的延迟。

读写分离提高性能之原因

  1. 物理服务器增加，负荷增加
  2. 主从只负责各自的写和读，极大程度的缓解X锁和S锁争用
  3. 从库可配置myisam引擎，提升查询性能以及节约系统开销
  4. 从库同步主库的数据和主库直接写还是有区别的，通过主库发送来的binlog恢复数据，但是，最重要区别在于主库向从库发送binlog是异步的，从库恢复数据也是异步的
  5. 读写分离适用与读远大于写的场景，如果只有一台服务器，当select很多时，update和delete会被这些select访问中的数据堵塞，等待select结束，并发性能不高。 对于写和读比例相近的应用，应该部署双主相互复制
  6. 可以在从库启动是增加一些参数来提高其读的性能，例如–skip-innodb、–skip-bdb、–low-priority-updates以及–delay-key-write=ALL。当然这些设置也是需要根据具体业务需求来定得，不一定能用上
  7. 分摊读取。假如我们有1主3从，不考虑上述1中提到的从库单方面设置，假设现在1分钟内有10条写入，150条读取。那么，1主3从相当于共计40条写入，而读取总数没变，因此平均下来每台服务器承担了10条写入和50条读取（主库不承担读取操作）。因此，虽然写入没变，但是读取大大分摊了，提高了系统性能。另外，当读取被分摊后，又间接提高了写入的性能。所以，总体性能提高了，说白了就是拿机器和带宽换性能。MySQL官方文档中有相关演算公式：官方文档 见6.9FAQ之“MySQL复制能够何时和多大程度提高系统性能”
  8. MySQL复制另外一大功能是增加冗余，提高可用性，当一台数据库服务器宕机后能通过调整另外一台从库来以最快的速度恢复服务，因此不能光看性能，也就是说1主1从也是可以的。

2、MySQL配置主从复制和读写分离

环境：Centos7 运行一主两从模型

节点功能IP地址
Master172.25.254.7
slave1172.25.254.8
slave2172.25.254.9
mysql_proxy172.25.254.10

img

Java web app：是客户端请求，会对数据库发起读写操作请求，具体是发送SQL指令
Mysql Proxy：对读写操作请求的SQL指令进行路由，使得读写分离
direct：一个负载分发引擎，对Mysql Proxy分发得读操作，按照一定得算法进行分发至后端得从服务器
master：主服务器，主要接受用户的写操作，并且负责将二进制日志同步给从服务器
slave-n：从服务器，主要负责用户的读操作(分担主服务器的读写压力)，并且负责重放master的写操作，还能实现容灾能力，保证高可用(如果主服务器挂掉，slvae顶上去)

2.1 mysql 主从复制配置

mysql主从复制的思路：

  1. 配置主服务器，即Msater，使之具备一下能力

    • 记录二进制日志
    • 为从服务提供一个用户(设置密码)，提高二进制日志同步得安全性

  2. 配置从服务器，即slave，使之具备一下能力

    • 记录中继日志
    • 连接到mysql可以启动SLAVE功能，并且设置Master信息，通过配置信息，开启IO_THREAD和SQL_THREAD线程

mysql主动复制的意义：

  • 为mysql服务提供高可用能力

  • 通过远程主从复制，提供容灾能力

  • 如果主服务器挂掉，从服务器可以快速顶替，并成为新的主服务器

2.1.1 Master 配置

下载安装mysql

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[root@mysql_master ~]# yum install -y mariadb*
***下载过程***

修改mysql配置文件

修改目的：

  1. 开启二进制日志记录，包括二进制日志格式、名前缀、index文件名等

    • log_bin：二进制日志名前缀
    • log_bin_index：二进制日志index文件名
    • binlog_format：二进制日志格式

  2. 修改InnoDB存储模式，修改为每表存储文件

    • innodb_file_per_table：InnoDB存储每表一个文件

  3. 设置ServerId，这在mysql主从复制是一个很重要的标识

    • server_id：ServerID

  4. 同步二进制日志，用于事务安全

    • sync_binlog：同步二进制日志
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vim /etc/my.cnf

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
# Disabling symbolic-links is recommended to prevent assorted security risks
symbolic-links=0
log_bin=master-bin
log_bin_index=master-bin.index
innodb_file_per_table=ON
binlog_format=MIXED
server_id=1
sync_binlog=1

上面内容仅仅是mysqld模块内容，包括添加内容

为从服务器创建复制数据的用户等信息

首先要启动mysql服务器：

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[root@mysql_master ~]# systemctl start mariadb

然后登陆mysql，添加信息：

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MariaDB [(none)]> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'copyuser'@'172.25.254.%' IDENTIFIED BY 'qq123.456';
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)

MariaDB [(none)]> FLUSH PRIVILEGES;
Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)
#这里创建了一个名为copyuser的用户，设置密码为qq123.456，并且对172.25.254.0网段开放

2.1.2 Slave1配置

下载安装mysql

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[root@mysql_slave1 ~]# yum install -y mariadb*
***下载过程***

修改mysql配置文件

修改目的：

  1. 开启中继日志，包括中继日志名前缀、index文件名
    • relay_log
    • relay_log_index
  2. 修改InnoDB存储模式，修改为每表存储文件
    • innodb_file_per_table
  3. 设置ServerID
    • server_id
    • 设置从服务只能进行读操作
    • read_only
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vim /etc/my.cnf

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
# Disabling symbolic-links is recommended to prevent assorted security risks
symbolic-links=0
innodb_file_per_table=ON
relay_log = relay-log
relay_log_index = relay-log.index
server_id=2
read_only=ON

上面内容仅仅是mysqld模块内容，包括添加内容

添加登陆主服务器的登陆信息,包括复制的二进制日志文件名，位置信息等

首先要启动mysql服务器：

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[root@mysql_slave1 ~]# systemctl start mariadb

登陆mysql，添加登陆复制相关信息：

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[root@mysql_slave1 ~]# mysql
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 2
Server version: 5.5.35-MariaDB MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle, Monty Program Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.254.7',MASTER_USER='copyuser',MASTER_PASSWORD='qq123.456',MASTER_LOG_FILE='master-bin.000003',MASTER_LOG_POS=245;
Query OK, 0 rows affected (0.32 sec)
#这里定义使用Master的copyuser用户，并指定其密码；还有开始同步的二进制日志文件名，和起始位置
#可以使用SHOW SLAVE STATUS查看SLAVE两个线程是否启动成功。

启动从服务器的两个线程

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MariaDB [(none)]> START SLAVE;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

如果成功启动，可以使用SHOW SLAVE STATUS查看状态

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MariaDB [(none)]> SHOW SLAVE STATUS\G

*** 1. row ***
Slave_IO_State: Waiting for master to send event
Master_Host: 172.25.254.7
Master_User: copyuser
Master_Port: 3306
Connect_Retry: 60
Master_Log_File: master-bin.000003
Read_Master_Log_Pos: 1120
Relay_Log_File: relay-log.000002
Relay_Log_Pos: 1405
Relay_Master_Log_File: master-bin.000003
Slave_IO_Running: Yes //IP_THREAD已经运行
Slave_SQL_Running: Yes //SQL_THREAD已经运行
Replicate_Do_DB:
Replicate_Ignore_DB:
Replicate_Do_Table:
Replicate_Ignore_Table:
Replicate_Wild_Do_Table:
Replicate_Wild_Ignore_Table:
Last_Errno: 0
Last_Error:
Skip_Counter: 0
Exec_Master_Log_Pos: 1120
Relay_Log_Space: 1693
Until_Condition: None
Until_Log_File:
Until_Log_Pos: 0
Master_SSL_Allowed: No
Master_SSL_CA_File:
Master_SSL_CA_Path:
Master_SSL_Cert:
Master_SSL_Cipher:
Master_SSL_Key:
Seconds_Behind_Master: 0
Master_SSL_Verify_Server_Cert: No
Last_IO_Errno: 0
Last_IO_Error:
Last_SQL_Errno: 0
Last_SQL_Error:
Replicate_Ignore_Server_Ids:
Master_Server_Id: 1
1 row in set (0.00 sec)

2.1.3 Slave2配置

Slave2配置和Slave1几乎相同，不过要注意ServerID不能重复

下载安装mysql

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[root@mysql_slave2 ~]# yum install -y mariadb*
***下载过程***

修改配置信息

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vim /etc/my.cnf

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
# Disabling symbolic-links is recommended to prevent assorted security risks
symbolic-links=0
innodb_file_per_table=ON
relay_log = relay-log
relay_log_index = relay-log.index
server_id=3
read_only=ON

开启从服务器两个线程

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[root@mysql_slave2 ~]# mysql
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 2
Server version: 5.5.35-MariaDB MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle, Monty Program Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]> CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='172.25.254.7',MASTER_USER='copyuser',MASTER_PASSWORD='qq123.456',MASTER_LOG_FILE='master-bin.000003',MASTER_LOG_POS=245;
[[Query OK, 0 rows affected (2.22 sec)
MariaDB [(none)]> START SLAVE;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

2.1.4 主从复制测试

在主服务器上创建一个test库，并在库中创建一张表

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MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE fsx;
Query OK, 1 row affected (0.09 sec)
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MariaDB [(none)]> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| fsx                |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

在slave1上查看是否执行主从复制，同步创建了fsx库

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MariaDB [(none)]> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| fsx                |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

在slave2上查看是否执行主从复制，同步创建了fsx库

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MariaDB [(none)]> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| fsx                |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

2.2 mysql读写分离配置

mysql主从复制，一主多从模型下。为了缓解主服务器的读写压力，经常会让从服务器为用户的读操作，又因为从服务器不能提供写操作。所以：在主服务器上写操作，在从服务器只进行读操作，这种模型就成只为读写分离。

这就需要在mysql主从集群前有一个设备(mysql-proxy)，对用户的操作进行分析，对读写操作进行分离，而且由于从服务器(提供读服务)不止一个，又要提供一个负载均衡器来进行连接分发。当然，还可以提供一个memchace服务器来提供缓存服务。这里仅仅是添加了mysql-proxy。

mysql读写分离的意义：

  • 减轻mysql主服务器的访问压力
  • 提高安全性

2.2.1 mysql_proxy配置

使用mysql自带的mysql-proxy进行读写分离操作。
这里使用的mysql-proxy服务端IP地址：172.25.254.10

下载mysql-proxy

点击转到下载页面

可以在mysql官网找到，下载就行，此次使用的是mysql-proxy-0.8.2-linux-rhel5-x86-64bit.tar.gz

解压至/usr/local/

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[root@mysql_proxy ~]# tar zxf mysql-proxy-0.8.2-linux-rhel5-x86-64bit.tar.gz -C /usr/local/

[root@mysql_proxy ~]# cd /usr/local/
#切换到/usr/local/目录下，为解压的目录创建一个软连接，方便使用
[root@mysql_proxy local]# ln -s mysql-proxy-0.8.2-linux-rhel5-x86-64bit mysql-proxy

[root@mysql_proxy local]# cd mysql-proxy
#查看mysql-proxy中的架构
[root@mysql_proxy mysql-proxy]# ls
bin  include  lib  libexec  licenses  share

#添加mysql-proxy用户
[root@mysql_proxy mysql-proxy]# useradd mysql-proxy

添加mysql-proxy到全局变量

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[root@mysql_proxy mysql-proxy]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/mysql-proxy/bin/" > /etc/profile.d/mysql-proxy.sh
[root@mysql_proxy mysql-proxy]# . /etc/profile.d/mysql-proxy.sh

为mysql-proxy提供SysV服务脚本
脚本内容：

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vim /etc/init.d/mysql-proxy
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#!/bin/bash
#
# mysql-proxy This script starts and stops the mysql-proxy daemon
#
# chkconfig: - 78 30
# processname: mysql-proxy
# description: mysql-proxy is a proxy daemon for mysql

# Source function library.
. /etc/rc.d/init.d/functions

prog="/usr/local/mysql-proxy/bin/mysql-proxy"

# Source networking configuration.
if [ -f /etc/sysconfig/network ]; then
    . /etc/sysconfig/network
fi

# Check that networking is up.
[ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0

# Set default mysql-proxy configuration.
ADMIN_USER="admin"
ADMIN_PASSWD="admin"
ADMIN_LUA_SCRIPT="/usr/local/mysql-proxy/share/doc/mysql-proxy/admin.lua"
PROXY_OPTIONS="--daemon"
PROXY_PID=/var/run/mysql-proxy.pid
PROXY_USER="mysql-proxy"

# Source mysql-proxy configuration.
if [ -f /etc/sysconfig/mysql-proxy ]; then
    . /etc/sysconfig/mysql-proxy
fi

RETVAL=0

start() {
    echo -n $"Starting $prog: "
    daemon $prog $PROXY_OPTIONS --pid-file=$PROXY_PID --proxy-address="$PROXY_ADDRESS" --user=$PROXY_USER --admin-username="$ADMIN_USER" --admin-lua-script="$ADMIN_LUA_SCRIPT" --admin-password="$ADMIN_PASSWORD"
    RETVAL=$?
    echo
    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then
        touch /var/lock/subsys/mysql-proxy
    fi
}

stop() {
    echo -n $"Stopping $prog: "
    killproc -p $PROXY_PID -d 3 $prog
    RETVAL=$?
    echo
    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then
        rm -f /var/lock/subsys/mysql-proxy
        rm -f $PROXY_PID
    fi
}
# See how we were called.
case "$1" in
    start)
        start
        ;;
    stop)
        stop
        ;;
    restart)
        stop
        start
        ;;
    condrestart|try-restart)
        if status -p $PROXY_PIDFILE $prog >&/dev/null; then
            stop
            start
        fi
        ;;
    status)
        status -p $PROXY_PID $prog
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop|restart|reload|status|condrestart|try-restart}"
        RETVAL=1
        ;;
esac

exit $RETVAL

将脚本内容保存到/etc/init.d/mysql-proxy，并添加执行权限，加入服务列表

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[root@mysql_proxy init.d]# chmod +x /etc/init.d/mysql-proxy

[root@mysql_proxy mysql-proxy]# chkconfig --add mysql-proxy

为服务脚本提供配置文件/etc/sysconfig/mysql-proxy

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vim /etc/sysconfig/mysql-proxy

# Options for mysql-proxy 
ADMIN_USER="admin"
ADMIN_PASSWORD="admin"
ADMIN_ADDRESS=""

#开始mysql-proxy管理，要借助lua脚本，只里指定了lua脚本的路径
ADMIN_LUA_SCRIPT="/usr/local/mysql-proxy/share/doc/mysql-proxy/admin.lua"
PROXY_ADDRESS=""
PROXY_USER="mysql-proxy"
PROXY_OPTIONS="--daemon --log-level=info --log-use-syslog --plugins=proxy --plugins=admin --proxy-backend-addresses=172.25.254.7:3306 --proxy-read-only-backend-addresses=172.25.254.8:3306 --proxy-read-only-backend-addresses=172.25.254.9:3306 --proxy-lua-script=/usr/local/mysql-proxy/share/doc/mysql-proxy/rw-splitting.lua"

这里最后一行根据不同情况和需求设置额可能不同，具体选项含义：

选项含义
–daemon以守护进程模式启动mysql-proxy
–log-level=info日志级别
–log-use-syslog基于syslog记录日志
–plugins=proxy在mysql-proxy启动时加载proxy插件，该插件实现读写分离
–plugins=admin在mysql-proxy启动时加载admin插件，该插件实现proxy管理
–proxy-backend-addresses=172.25.254.7:3306后端读写mysql服务器的地址和端口
–proxy-read-only-backend-addresses=172.25.254.8:3306后端只读mysql服务器的地址和端口
–proxy-read-only-backend-addresses=172.25.254.9:3306后端只读mysql服务器的地址和端口
–proxy-lua-script=/usr/local/mysql-proxy/share/doc/mysql-proxy/rw-splitting.lua”指定读写分离时使用的lua脚本

由于mysql-proxy没有提供admin.lua文件，所以的自己编写admin.lua，并保存到指定位置

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vim /usr/local/mysql-proxy/share/doc/mysql-proxy/admin.lua
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function set_error(errmsg) 
    proxy.response = {
        type = proxy.MYSQLD_PACKET_ERR,
        errmsg = errmsg or "error"
    }
end

function read_query(packet)
    if packet:byte() ~= proxy.COM_QUERY then
        set_error("[admin] we only handle text-based queries (COM_QUERY)")
        return proxy.PROXY_SEND_RESULT
    end

    local query = packet:sub(2)

    local rows = { }
    local fields = { }

    if query:lower() == "select * from backends" then
        fields = { 
            { name = "backend_ndx", 
              type = proxy.MYSQL_TYPE_LONG },

            { name = "address",
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
            { name = "state",
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
            { name = "type",
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
            { name = "uuid",
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
            { name = "connected_clients", 
              type = proxy.MYSQL_TYPE_LONG },
        }

        for i = 1, #proxy.global.backends do
            local states = {
                "unknown",
                "up",
                "down"
            }
            local types = {
                "unknown",
                "rw",
                "ro"
            }
            local b = proxy.global.backends[i]

            rows[#rows + 1] = {
                i,
                b.dst.name,          -- configured backend address
                states[b.state + 1], -- the C-id is pushed down starting at 0
                types[b.type + 1],   -- the C-id is pushed down starting at 0
                b.uuid,              -- the MySQL Server's UUID if it is managed
                b.connected_clients  -- currently connected clients
            }
        end
    elseif query:lower() == "select * from help" then
        fields = { 
            { name = "command", 
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
            { name = "description", 
              type = proxy.MYSQL_TYPE_STRING },
        }
        rows[#rows + 1] = { "SELECT * FROM help", "shows this help" }
        rows[#rows + 1] = { "SELECT * FROM backends", "lists the backends and their state" }
    else
        set_error("use 'SELECT * FROM help' to see the supported commands")
        return proxy.PROXY_SEND_RESULT
    end

    proxy.response = {
        type = proxy.MYSQLD_PACKET_OK,
        resultset = {
            fields = fields,
            rows = rows
        }
    }
    return proxy.PROXY_SEND_RESULT
end

在Master上，创建一个允许远程登陆访问的管理员帐号

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MariaDB [(none)]> GRANT ALL ON *.* TO 'root'@'172.25.254.%' IDENTIFIED BY 'coco123.456';
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

MariaDB [(none)]> FLUSH PRIVILEGES;
Query OK, 0 rows affected (0.09 sec)

启动mysql-proxy

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[root@mysql_proxy mysql-proxy]# systemctl start mysql-proxy
[root@mysql_proxy mysql-proxy]# netstat -antple|grep mysql-proxy
tcp        0      0 0.0.0.0:4041            0.0.0.0:*               LISTEN      0          40445      10726/mysql-proxy   
tcp        0      0 0.0.0.0:3306            0.0.0.0:*               LISTEN      0          40444      10726/mysql-proxy

开启成功，会开启TCP的3306和4041端口

2.3 读写分离测试

在172.25.254.0网段内，任意由mysql-client服务的用户，都可以使用mysql-proxy的管理用户和密码进行登陆：

登陆mysql-proxy管理端

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[root@mysql_slave2 ~]# mysql -uadmin -padmin -h 172.25.254.10 --port=4041
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 1
Server version: 5.0.99-agent-admin

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle, Monty Program Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MySQL [(none)]> SELECT * FROM backends;
+-------------+-------------------+---------+------+------+-------------------+
| backend_ndx | address           | state   | type | uuid | connected_clients |
+-------------+-------------------+---------+------+------+-------------------+
|           1 | 172.25.254.7:3306 | unknown | rw   | NULL |                 0 |
|           2 | 172.25.254.8:3306 | unknown | ro   | NULL |                 0 |
|           3 | 172.25.254.9:3306 | unknown | ro   | NULL |                 0 |
+-------------+-------------------+---------+------+------+-------------------+
3 rows in set (0.00 sec)

读写分离测试

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[root@mysql_slave2 ~]# mysql -uroot -p -h 172.25.254.10
Enter password:     这里使用的密码是coco123.456
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 12
Server version: 5.5.35-MariaDB-log MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle, Monty Program Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| fsx                |
| mysql              |
| performance_schema |
| test               |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

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本文的主从复制和读写分离配置部分参考的原文链接：https://blog.csdn.net/fsx2550553488/article/details/80575698

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