python如何实现mysql的读写分离及负载均衡

这篇文章将为大家详细讲解有关python如何实现mysql的读写分离及负载均衡，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

Oracle数据库有其公司开发的配套rac来实现负载均衡，目前已知的最大节点数能到128个，但是其带来的维护成本无疑是很高的，并且rac的稳定性也并不是特别理想，尤其是节点很多的时候。

       但是，相对mysql来说，rac的实用性要比mysql的配套集群软件mysql-cluster要高很多。因为从网上了解到情况来看，很少公司在使用mysql-cluster，大多数企业都会选择第三方代理软件，例如MySQL Proxy、Mycat、haproxy等，但是这会引起另外一个问题：单点故障(包括mysql-cluster：管理节点)。如果要解决这个问题，就需要给代理软件搭建集群，在访问量很大的情况下，代理软件的双机或三机集群会成为访问瓶颈，继续增加其节点数，无疑会带来各方面的成本。

那么，如何可以解决这个问题呢？

          解决上述问题，最好的方式个人认为应该是在程序中实现。通过和其他mysql DBA的沟通，也证实了这个想法。但是由此带来的疑问也就产生了：会不会增加开发成本？对现有的应用系统做修改会不会改动很大？会不会增加后期版本升级的难度？等等。

        对于一个架构设计良好的应用系统可以很肯定的回答：不会。

        那么怎么算一个架构设计良好的应用系统呢？

       简单来说，就是分层合理、功能模块之间耦合性底。以本人的经验来说，系统设计基本上可以划分为以下四层：

       1.  实体层：主要定义一些实体类

       2.  数据层：也可以叫SQL处理层。主要负责跟数据库交互取得数据

       3.  业务处：主要是根据业务流程及功能区分模块(或者说定义不同的业务类)

       4.  表现层：呈现最终结果给用户

       实现上述功能(mysql的读写分离及负载均衡)，在这四个层次中，仅仅涉及到数据层。

严格来说，对于设计良好的系统，只涉及到一个类的一个函数：在数据层中，一般都会单独划分出一个连接类，并且这个连接类中会有一个连接函数，需要改动的就是这个函数：在读取连接字符串之前加一个功能函数返回需要的主机、ip、端口号等信息(没有开发经历的同学可能理解这段话有点费劲)。

       流程图如下：

           代码如下：

import mmap import json import random import mysql.connector import time ##公有变量 #dbinfos={ #   "db0":{'host':'192.168.42.60','user':'root','pwd':'Abcd1234','my_user':'root','my_pwd':'Abcd.1234',"port":3306,"database":"","role":"RW","weight":10,"status":1}, #   "db1":{'host':'192.168.42.61','user':'root','pwd':'Abcd1234','my_user':'root','my_pwd':'Abcd.1234',"port":3306,,"database":"":"R","weight":20,"status":1} #   } dbinfos={} mmap_file = None mmap_time=None ##这个函数返回json格式的字符串，也是实现初始化数据库信息的地方 ##使用json格式是为了方便数据转换，从字符串---》二进制--》字符串---》字典 ##如果采用其它方式共享dbinfos的方法，可以不用此方式 ##配置库的地址 def get_json_str1():  return json.dumps(dbinfos) ##读取配置库中的内容 def get_json_str():  try:   global dbinfos   cnx = mysql.connector.connect(user='root', password='Abcd.1234',         host='192.168.42.60',         database='rwlb')   cursor = cnx.cursor()   cmdString="select * from rwlb"   cnt=-1   cursor.execute(cmdString)   for (host,user,pwd,my_user,my_pwd,role,weight,status,port,db ) in cursor:    cnt=cnt+1    dict_db={'host':host,'user':user,'pwd':pwd,'my_user':my_user,'my_pwd':my_pwd,"port":port,"database":db,"role":role,"weight":weight,"status":status}    dbinfos["db"+str(cnt)]=dict_db   cursor.close()   cnx.close()   return json.dumps(dbinfos)  except:   cursor.close()   cnx.close()   return "" ##判断是否能正常连接到数据库 def check_conn_host():  try:   cnx = mysql.connector.connect(user='root', password='Abcd.1234',         host='192.168.42.60',         database='rwlb')   cursor = cnx.cursor()   cmdString="select user()"   cnt=-1   cursor.execute(cmdString)   for user in cursor:    cnt=len(user)   cursor.close()   cnx.close()   return cnt  except :   return -1; ##select 属于读操作，其他属于写操作-----这里可以划分的更详细,比如执行存储过程等 def analyze_sql_state(sql):  if "select" in sql:   return "R"  else:   return "W" ##读取时间信息 def read_mmap_time():  global mmap_time,mmap_file  mmap_time.seek(0)  ##初始时间  inittime=int(mmap_time.read().translate(None, b'\x00').decode())  ##当前时间  endtime=int(time.time())  ##时间差  dis_time=endtime-inittime  print("dis_time:"+str(dis_time))  #重新读取数据  if dis_time>10:   ##当配置库正常的情况下才重新读取数据   print(str(check_conn_host()))   if check_conn_host()>0:       print("read data again")    mmap_time.seek(0)    mmap_file.seek(0)    mmap_time.write(b'\x00')    mmap_file.write(b'\x00')    get_mmap_time()    get_mmap_info()   else:    print("can not connect to host")     #不重新读取数据  else:   print("do not read data again") ##从内存中读取信息， def read_mmap_info(sql):  read_mmap_time()  print("The data is in memory")  global mmap_file,dict_db  mmap_file.seek(0)  ##把二进制转换为字符串  info_str=mmap_file.read().translate(None, b'\x00').decode()  #3把字符串转成json格式，方便后面转换为字典使用  infos=json.loads(info_str)   host_count=len(infos)  ##权重列表  listw=[]  ##总的权重数量  wtotal=0  ##数据库角色  dbrole=analyze_sql_state(sql)  ##根据权重初始化一个列表。这个是比较简单的算法，所以权重和控制在100以内比较好----这里可以选择其他比较好的算法  for i in range(host_count):   db="db"+str(i)   if dbrole in infos[db]["role"]:    if int(infos[db]["status"])==1:     w=infos[db]["weight"]     wtotal=wtotal+w     for j in range(w):      listw.append(i)  if wtotal >0:   ##产生一个随机数   rad=random.randint(0,wtotal-1)   ##读取随机数所在的列表位置的数据   dbindex=listw[rad]   ##确定选择的是哪个db   db="db"+str(dbindex)   ##为dict_db赋值，即选取的db的信息   dict_db=infos[db]   return dict_db  else :   return {} ##如果内存中没有时间信息，则向内存红写入时间信息 def get_mmap_time():  global mmap_time  ##第二个参数1024是设定的内存大小，单位：字节。如果内容较多，可以调大一点  mmap_time = mmap.mmap(-1, 1024, access = mmap.ACCESS_WRITE, tagname = 'share_time')  ##读取有效比特数，不包括空比特  cnt=mmap_time.read_byte()  if cnt==0:   print("Load time to memory")   mmap_time = mmap.mmap(0, 1024, access = mmap.ACCESS_WRITE, tagname = 'share_time')   inittime=str(int(time.time()))   mmap_time.write(inittime.encode()) ##如果内存中没有对应信息，则向内存中写信息以供下次调用使用 def get_mmap_info():  global mmap_file  ##第二个参数1024是设定的内存大小，单位：字节。如果内容较多，可以调大一点  mmap_file = mmap.mmap(-1, 1024, access = mmap.ACCESS_WRITE, tagname = 'share_mmap')  ##读取有效比特数，不包括空比特  cnt=mmap_file.read_byte()  if cnt==0:   print("Load data to memory")   mmap_file = mmap.mmap(0, 1024, access = mmap.ACCESS_WRITE, tagname = 'share_mmap')   mmap_file.write(get_json_str().encode()) ##测试函数 def test1():  get_mmap_time()  get_mmap_info()  for i in range(10):   sql="select * from db"   #sql="update t set col1=a where b=2"   dbrole=analyze_sql_state(sql)   dict_db=read_mmap_info(sql)   print(dict_db["host"]) def test2():  sql="select * from db"  res=analyze_sql_state(sql)  print("select:"+res)  sql="update t set col1=a where b=2"  res=analyze_sql_state(sql)  print("update:"+res)  sql="insert into t values(1,2)"  res=analyze_sql_state(sql)  print("insert:"+res)  sql="delete from t where b=2"  res=analyze_sql_state(sql)  print("delete:"+res) ##类似主函数 if __name__=="__main__":  test2()

测试结果：

从结果可以看出，只有第一次向内存加载数据，并且按照权重实现了负载均衡。

因为测试函数test1()写的是固定语句，所以读写分离的结果没有显示出来。

另外：测试使用的数据库表结构及数据：

 desc rwlb; +---------+-------------+------+-----+---------+-------+ | Field | Type  | Null | Key | Default | Extra | +---------+-------------+------+-----+---------+-------+ | host | varchar(50) | YES |  | NULL |  | | user | varchar(50) | YES |  | NULL |  | | pwd  | varchar(50) | YES |  | NULL |  | | my_user | varchar(50) | YES |  | NULL |  | | my_pwd | varchar(50) | YES |  | NULL |  | | role | varchar(10) | YES |  | NULL |  | | weight | int(11)  | YES |  | NULL |  | | status | int(11)  | YES |  | NULL |  | | port | int(11)  | YES |  | NULL |  | | db  | varchar(50) | YES |  | NULL |  | +---------+-------------+------+-----+---------+-------+ select * from rwlb; +---------------+------+----------+---------+-----------+------+--------+--------+------+------+ | host   | user | pwd  | my_user | my_pwd | role | weight | status | port | db | +---------------+------+----------+---------+-----------+------+--------+--------+------+------+ | 192.168.42.60 | root | Abcd1234 | root | Abcd.1234 | RW |  10 |  1 | NULL | NULL | | 192.168.42.61 | root | Abcd1234 | root | Abcd.1234 | R |  20 |  1 | NULL | NULL | +---------------+------+----------+---------+-----------+------+--------+--------+------+------+

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