随着 Web 应用程序的发展，数据库已经成为大多数应用程序至关重要的组成部分。一个可靠的、高可用的数据库服务是一个稳定的基础，可以支持应用程序对数据进行大量有效的操作。在上述背景下，使用 MySQL 进行 Web 应用的数据库服务已经逐渐成为主流方式。
本文将探讨如何使用 Docker 自建 MySQL 集群。在搭建集群的过程中，我们会涉及到 MySQL 数据库的基础知识、Docker Swarm 的使用、容器的生命周期管理以及可扩展性等方面内容。如果您已经了解这些知识，可以直接跳过相关章节。
MySQL 数据库基础
MySQL 是一种关系型数据库管理系统 (RDBMS)，它能够支持广泛的应用场景。使用 MySQL 可以存储和检索大量数据，并能够提供快速和可靠的查询和操作数据的方式。MySQL 主要用于大型 Web 应用程序、企业级解决方案和其他需要可靠性、高可用性和可扩展性的数据存储需求。
MySQL 的核心包括 MySQL Server（MySQL 服务器）和 MySQL 客户端。MySQL Server 负责存储和处理数据，而 MySQL 客户端可通过多种方式访问和操纵 MySQL Server 中的数据。MySQL 的客户端可以使用多种编程语言访问，如 C、C++、Java、Perl、Python 和 PHP 等。
MySQL Server 支持多种操作系统，如 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 等。MySQL 同样是开源软件，并且可以免费使用。
使用 Docker Swarm 搭建 MySQL 集群
Docker 是一种基于 Linux 容器的开源平台，可用于构建、部署和运行分布式应用程序。它提供了一种容器化的解决方案，使得开发和部署分布式应用程序变得更加简单和高效。Docker Swarm 是 Docker 的一种集群管理工具，可帮助你管理 Docker 容器和服务。
下面是使用 Docker Swarm 搭建 MySQL 集群的基本步骤：
1. 创建一个 Docker Swarm 集群
首先，我们需要在 Docker 主机上创建一个 Docker Swarm 集群。您可以使用以下命令创建具有一个主节点和三个工作节点的 Docker Swarm 集群。
docker swarm init --advertise-addr <IP 地址>
这条命令将创建一个 Docker Swarm 集群，其中包含一个主节点和三个工作节点。需要注意的是，<IP 地址> 需要替换为您的 Docker 主机 IP 地址。
2. 创建一个 MySQL 服务
我们使用 Docker Compose 创建一个 MySQL 服务。首先，我们需要创建一个 docker-compose.yml 文件，并在该文件中定义 MySQL 服务。
以下是 docker-compose.yml 文件的示例代码：
-- -------------------- ---- -------
-------- -----
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------ ------------
-------- ------ -----------------------------------------------------
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- ---------
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-------------------- --------该文件中定义了一个名为 mysql 的 MySQL 服务，使用的 MySQL 镜像为 mysql:5.7.30 。MySQL 服务通过 command 指令设置默认标识，ports 属性是映射的端口。这里的端口 3306 映射到 Docker 主机的 3306 端口，可以根据需要进行调整。MYSQL_ROOT_PASSWORD 是 MySQL 的 root 用户的密码。
接下来，我们可以使用以下命令创建和启动 MySQL 服务：
docker stack deploy -c docker-compose.yml mysql
该命令将使用 docker-compose.yml 文件中定义的参数创建和启动 MySQL 服务。您可以通过以下命令查看服务状态：
docker service ls
如果一切正常，您会看到如下输出：
ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS jv77yuj0q3ke mysql_mysql replicated 1/1 mysql:5.7.30 *:3306->3306/tcp
3. 创建一个 MySQL 集群
接下来，我们将使用 Docker Swarm 创建一个 MySQL 集群。可以使用以下命令将 MySQL 服务扩展到三个副本：
docker service scale mysql_mysql=3
该命令将 MySQL 服务扩展到三个副本，从而创建一个具有三个节点的 MySQL 集群。您可以使用以下命令检查 MySQL 集群的状态：
docker service ps mysql_mysql
如果一切正常，您会看到如下输出：
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS lve157hsjzcy mysql_mysql.1 mysql:5.7.30 swarm-worker2 Running Running 2 hours ago oba52f510mcs mysql_mysql.2 mysql:5.7.30 swarm-worker3 Running Running 2 hours ago ors94vs5d5jo mysql_mysql.3 mysql:5.7.30 swarm-worker1 Running Running 2 hours ago
该输出显示了三个名为 mysql_mysql 的容器，分别运行在不同的 Docker 节点上。
4. 配置 MySQL 主从复制
MySQL 主从复制是 MySQL 集群中最重要的功能之一。在 MySQL 主从复制中，一个 MySQL 实例充当主数据库（或主服务器），而一个或多个 MySQL 实例充当从数据库（或从服务器）。主服务器将更新写入到自己的数据库中，从服务器将这些更改复制到自己的数据库中。在 MySQL 集群中，主从复制通常用于数据复制和灾难恢复。
我们需要在 MySQL 服务器上配置主从复制。这里仅简单介绍主从复制的配置步骤，具体细节请参考官方文档。在这个例子中，我们将使用上一步中创建的 MySQL 集群。
首先，我们需要使用一个 MySQL 客户端连接到其中一个 MySQL 实例，并创建一个新的复制账户。我们可以使用以下命令连接到 MySQL 实例：
mysql -h <Node IP> -u root -p
这里的 <Node IP> 是 Docker 集群中一个运行 MySQL 服务的节点的 IP 地址。
连接到 MySQL 后，我们需要创建一个具备复制权限的新账户。执行以下命令：
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replication'@'<slave_IP>' IDENTIFIED BY 'password';
在这个例子中，我们使用名为 "replication" 的新账户，设置了复制机器的地址和密码。然后，我们可以在 MySQL 主节点上执行以下命令，查看当前 master 的状态。
SHOW MASTER STATUS;
该命令应该输出类似以下的结果：
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ | mysql-bin.000001 | 349 | | | | +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
记录 Binary Log 的 File 和 Position，这将在接下来的步骤中使用。
接下来，在备份节点上执行以下命令，连接到 mysqld，然后指向主库使用以下命令：
CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='<master IP>', MASTER_USER='replication', MASTER_PASSWORD='password', MASTER_LOG_FILE='<filename>', MASTER_LOG_POS=<position number>;
这里的 <master IP> 是 MySQL 主节点的 IP 地址，<filename> 和 <position number> 分别对应上一步中 SHOW MASTER STATUS 命令输出的 File 和 Position。执行以上所述后，我们可以执行以下命令来启动 MySQL 复制服务：
START SLAVE;
此时，我们可以使用以下 SQL 语句检查 MySQL 主从复制服务是否正常启动：
SHOW SLAVE STATUS\G
该命令输出应该有如下关键信息：
- Slave_IO_Running：Yes
- Slave_SQL_Running：Yes
- Seconds_Behind_Master：0
总结
到这里，我们已经成功地使用 Docker 自建了 MySQL 集群，并配置好了主从复制服务。这个 MySQL 集群可以帮助您存储、检索和处理大量数据。通过 Docker Swarm 的扩展功能，我们还可以将 MySQL 集群扩展到更多的节点，以提高访问性能和可靠性。
在使用 Docker 构建和管理集群时，一定要注意对 Docker 容器和服务的生命周期管理和监控。通过健全的基础架构和监控系统可以确保服务的高可用性和稳定运行。
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