本發(fā)明涉及服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫(kù)高可用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于nginx的高可用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，人們獲取信息與存儲(chǔ)信息的途徑越來越多，其中上網(wǎng)已成為人們信息和交流的主要途徑。但隨著internet用戶數(shù)量的日益增多，網(wǎng)站訪問量日趨增大，服務(wù)器如何快速響應(yīng)客戶端發(fā)送的請(qǐng)求成為一個(gè)難題。因此，如何提供一種快速、可靠、易于實(shí)施和維護(hù)、故障快速恢復(fù)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器高可用解決方案變得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決大型mysql數(shù)據(jù)庫(kù)軟件平臺(tái)，服務(wù)中斷導(dǎo)致業(yè)務(wù)長(zhǎng)時(shí)間停頓的問題，本發(fā)明提供一種基于nginx的高可用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)寫入的分離，在不改變基于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)架構(gòu)和sql的訪問方式的同時(shí)，能夠具備應(yīng)對(duì)大并發(fā)量和大數(shù)據(jù)量的可擴(kuò)展性使得應(yīng)用程序能夠在不做任何修改的前提下獲得極高的可擴(kuò)展性和高可用性。

本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于nginx的高可用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法，它包括web服務(wù)器集群、主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群、nginx反向代理服務(wù)器、頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器；用戶向nginx反向代理服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，nginx反向代理服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至web服務(wù)器集群，web服務(wù)器接收到該請(qǐng)求，首先在頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器中查找是否有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，若存在，則直接使用緩存數(shù)據(jù)；若不存在，則通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句判斷讀寫操作并連接到相應(yīng)的主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的操作并將結(jié)果返回到web服務(wù)器。

進(jìn)一步，當(dāng)web服務(wù)器接收到來自反向代理服務(wù)器nginx的請(qǐng)求時(shí)，web服務(wù)器通過dbconnection分析sql語(yǔ)句，判斷對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所將要進(jìn)行的操作類型，具體分為讀操作與寫操作兩種情況：

(1)當(dāng)dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是寫操作時(shí)，會(huì)在主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中隨機(jī)選擇一個(gè)處于閑置可用狀態(tài)的主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入操作；

(2)當(dāng)dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是讀操作時(shí)，會(huì)在從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中依次選擇一個(gè)處于閑置可用狀態(tài)的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，此處設(shè)置一個(gè)時(shí)序控制來防止臟讀，即在分發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)添加一個(gè)時(shí)序信息，用于確保數(shù)據(jù)查詢的實(shí)時(shí)性。

進(jìn)一步，寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程如下：

(1)反向代理服務(wù)器接收用戶發(fā)送的連接請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)到web服務(wù)器；

(2)web服務(wù)器接收該請(qǐng)求，通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是寫操作；

(3)通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串連接主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，隨機(jī)選擇空閑的主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

(4)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的寫操作，同時(shí)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器生成相應(yīng)的二進(jìn)制日志，向主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中其他主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中的高性能從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分發(fā)該二進(jìn)制日志；

(5)當(dāng)高性能的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志時(shí)，則產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志并根據(jù)該日志對(duì)自身進(jìn)行相應(yīng)的寫操作，同時(shí)向其他從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分發(fā)二進(jìn)制日志，同步其數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，當(dāng)其他主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志并根據(jù)該日志對(duì)自身進(jìn)行相應(yīng)的寫操作；

(6)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器向web服務(wù)器返回操作結(jié)果，web服務(wù)器向nginx反向代理服務(wù)器返回操作結(jié)果，最后nginx反向代理器轉(zhuǎn)發(fā)該相應(yīng)結(jié)果給用戶。

進(jìn)一步，讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程如下：

(1)反向代理服務(wù)器接收用戶發(fā)送的連接請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)到web服務(wù)器；

(2)web服務(wù)器接收該請(qǐng)求，通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是讀操作；

(3)web服務(wù)器向頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器查詢是否存在該數(shù)據(jù)；若不存在，則執(zhí)行步驟(4)，若存在，直接對(duì)緩存服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀操作，向用戶返回讀取結(jié)果；

(4)通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串連接從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，依次選擇空閑的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，進(jìn)行讀操作，與序列號(hào)比較，判斷數(shù)據(jù)是否存在而且正確；

(5)最后向用戶返回讀取結(jié)果，結(jié)果有且僅有兩種情況，即數(shù)據(jù)不存在或者正確。

進(jìn)一步，采用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的主從結(jié)構(gòu)，在同一集群中，首先接收到數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器成為主服務(wù)器，它負(fù)責(zé)將二進(jìn)制日志分發(fā)給從服務(wù)器，從服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)同步性，二者通過高速傳輸網(wǎng)絡(luò)連接。

進(jìn)一步，主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器當(dāng)進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制日志，并將該二進(jìn)制日志發(fā)送至其他主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與從數(shù)據(jù)庫(kù)集群中性能高的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，此從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與其他從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成主從結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到二進(jìn)制日志后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志，并對(duì)自身的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，同時(shí)將二進(jìn)制日志分發(fā)給其他從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，當(dāng)其他數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志是會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)中繼日志，并根據(jù)該中繼日志對(duì)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的同步；使用黑洞存儲(chǔ)引擎來解決對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作后也會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)的二進(jìn)制日志轉(zhuǎn)發(fā)。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)寫入是分離的，且兩者可以同時(shí)進(jìn)行，提高了數(shù)據(jù)的高可用性；

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)采用集群的方式，即主服務(wù)器宕機(jī)后會(huì)有另外的服務(wù)器取代他的位置，從而保證服務(wù)提供的連續(xù)可用性；

(3)采用頁(yè)面緩存服務(wù)器重復(fù)利用數(shù)據(jù)，大幅度減小web服務(wù)器的壓力；采用數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器，復(fù)用數(shù)據(jù)，減小數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的壓力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為發(fā)明中的整體架構(gòu)示意圖；

圖2為本方法的寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程圖；

圖3為本方法的讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程圖；

圖4為黑洞存儲(chǔ)引擎的過濾機(jī)制示意圖；

圖5為主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群主從結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群主從結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種基于nginx的高可用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法，它包括web服務(wù)器集群、主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群、nginx反向代理服務(wù)器、頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器；用戶向nginx反向代理服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，nginx反向代理服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至web服務(wù)器集群，web服務(wù)器接收到該請(qǐng)求，首先在頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器中查找是否有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，若存在，則直接使用緩存數(shù)據(jù)；若不存在，則通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句判斷讀寫操作并連接到相應(yīng)的主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，主從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的操作并將結(jié)果返回到web服務(wù)器。

多個(gè)web服務(wù)器形成一個(gè)web服務(wù)器集群，當(dāng)nginx反向代理服務(wù)器接收到請(qǐng)求時(shí)，會(huì)在web服務(wù)器集群中隨機(jī)選擇一個(gè)空閑的web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，從而避免多人同時(shí)訪問服務(wù)器得不到響應(yīng)的情況。架設(shè)了頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器來使用戶直接訪問緩存中數(shù)據(jù)，而不需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，該機(jī)制需要定期將頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器中不常用的數(shù)據(jù)替換成數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中常用的數(shù)據(jù)；當(dāng)用戶訪問某一網(wǎng)頁(yè)資源時(shí),web服務(wù)器會(huì)先在頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器中查找是否有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，若存在，則直接使用該數(shù)據(jù)，反之，web需要通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接訪問數(shù)據(jù)，這樣大大提高了訪問速度。

二進(jìn)制日志是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器在進(jìn)行一次讀寫操作時(shí)生成的，中繼日志是二進(jìn)制日志的副本，其作用是操作的再執(zhí)行，從而達(dá)到主從數(shù)據(jù)庫(kù)的同步。頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器是將需要頻繁訪問的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容存放在離用戶較近、訪問速度更快的系統(tǒng)中，以提高內(nèi)容訪問速度。

如圖2所示，寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程如下：

(1)反向代理服務(wù)器接收用戶發(fā)送的連接請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)到web服務(wù)器；

(2)web服務(wù)器接收該請(qǐng)求，通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是寫操作；

(3)通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串連接主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，隨機(jī)選擇空閑的主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

(4)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的寫操作，同時(shí)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器生成相應(yīng)的二進(jìn)制日志；

(5)向主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中其他主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群中的高性能從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分發(fā)該二進(jìn)制日志；

(6)當(dāng)高性能的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志時(shí)，則產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志并根據(jù)該日志對(duì)自身進(jìn)行相應(yīng)的寫操作，同時(shí)向其他從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分發(fā)二進(jìn)制日志，同步其數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，當(dāng)其他主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志并根據(jù)該日志對(duì)自身進(jìn)行相應(yīng)的寫操作；

(7)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器向web服務(wù)器返回操作結(jié)果，web服務(wù)器向nginx反向代理服務(wù)器返回操作結(jié)果，最后反向代理器轉(zhuǎn)發(fā)該相應(yīng)結(jié)果給用戶。

如圖3所示，讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作工作流程如下：

(1)反向代理服務(wù)器接收用戶發(fā)送的連接請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)到web服務(wù)器；

(2)web服務(wù)器接收該請(qǐng)求，通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是讀操作；

(3)web服務(wù)器向頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器查詢是否存在該數(shù)據(jù)；若不存在，則執(zhí)行步驟(4)，若存在，直接對(duì)緩存服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀操作，向用戶返回讀取結(jié)果；

(4)通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串連接從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，依次選擇空閑的從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，進(jìn)行讀操作，與序列號(hào)比較，判斷數(shù)據(jù)是否存在而且正確；

(5)最后向用戶返回讀取結(jié)果，結(jié)果有且僅有兩種情況，即數(shù)據(jù)不存在或者正確。

如圖4所示，采用黑洞存儲(chǔ)引擎(blackhole存儲(chǔ)引擎)來實(shí)現(xiàn)過濾機(jī)制。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主從結(jié)構(gòu)中，主服務(wù)器經(jīng)使用黑洞存儲(chǔ)引擎的分發(fā)服務(wù)器來分發(fā)其二進(jìn)制日志給其他的從服務(wù)器，從服務(wù)器接收到該二進(jìn)制日志后產(chǎn)生相應(yīng)的中繼日志，并進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作，這個(gè)過程中也會(huì)產(chǎn)生二進(jìn)制日志，但從服務(wù)器會(huì)將此二進(jìn)制日志發(fā)送給黑洞存儲(chǔ)引擎，而黑洞存儲(chǔ)引擎不存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)，所接收到數(shù)據(jù)等同于進(jìn)入了有進(jìn)無(wú)出的黑洞，從而避免了循環(huán)復(fù)制日志的情況。

如圖5所示，主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群采用雙主或者多主結(jié)構(gòu)。

如圖6所示，從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群采用主-從結(jié)構(gòu)，會(huì)選擇一個(gè)性能較高的服務(wù)器來充當(dāng)主服務(wù)器(相對(duì)于該集群的)，用于接收主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群發(fā)來的二進(jìn)制日志。

工作過程：用戶向nginx方向代理服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，nginx反向代理服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至web服務(wù)器集群，web服務(wù)器接收到該請(qǐng)求，首先在頁(yè)面緩存服務(wù)器與數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器中查找是否有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，若存在，則直接使用緩存數(shù)據(jù)；若不存在，則通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出其操作數(shù)據(jù)庫(kù)類型，具體分為讀取數(shù)據(jù)庫(kù)和寫入數(shù)據(jù)庫(kù)兩類情況：

(1)當(dāng)客戶端用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，首先向nginx反向代理服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文，nginx接收到該報(bào)文之后將該請(qǐng)求發(fā)送至web服務(wù)器集群中空閑的web服務(wù)器，web服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是讀操作，則連接到從數(shù)據(jù)庫(kù)集群中空閑可用的從數(shù)據(jù)庫(kù)服器，此處設(shè)置一個(gè)時(shí)序控制來防止臟讀，即在分發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)添加一個(gè)時(shí)序信息，用于確保數(shù)據(jù)查詢的實(shí)時(shí)性，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取操作。

(2)當(dāng)客戶端用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，首先向nginx反向代理服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)寫入請(qǐng)求報(bào)文，nginx接收到該報(bào)文之后將該請(qǐng)求發(fā)送至web服務(wù)器集群中空閑的web服務(wù)器，web服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具dbconnection分析sql語(yǔ)句得出是寫操作，連接到主數(shù)據(jù)庫(kù)集群中空閑的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入操作，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制日志，分發(fā)到其他所有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，其他所有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的中繼日志，并根據(jù)該中繼日志對(duì)自身數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作以保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的同步一致性。

本發(fā)明通過架設(shè)主mysql數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群來進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫操作，架設(shè)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀操作，其中每次對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行寫操作都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的二進(jìn)制日志，通過該日志來保證數(shù)據(jù)庫(kù)集群中數(shù)據(jù)的同步性。主從服務(wù)器之間通過高速傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，以此消除同步時(shí)差。本發(fā)明還通過頁(yè)面緩存服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器來讀取緩存數(shù)據(jù)，從而提高訪問速率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了讀操作與寫操作的分離，讀寫操作互不影響，使得大量的用戶訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，服務(wù)器也能照常提供服務(wù)。本發(fā)明在不改變傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)架構(gòu)和sql的訪問方式的同時(shí)，能夠具備應(yīng)對(duì)高并發(fā)量和大數(shù)據(jù)量的可擴(kuò)展性，使得應(yīng)用程序能夠在不做任何修改的前提下獲得極高的可擴(kuò)展性，基于nginx架構(gòu)的web服務(wù)器集群實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器的高可用性。