使用Docker快速搭建高可用的MySQL集群

在现代IT应用中，数据库是最重要的组成部分之一。尤其是在互联网应用中，数据库的可靠性和可用性对于业务的成功至关重要。因此，搭建高可用的数据库集群成为了技术人员们必须面对的挑战之一。

而Docker则成为了近年来最热门的容器化技术之一。通过Docker，我们可以快速地部署应用和服务，实现跨平台和跨环境的部署。

本文将介绍如何使用Docker快速搭建高可用的MySQL集群，包括使用Docker Compose编排MySQL集群和使用ProxySQL实现数据库的负载均衡。

准备工作

在开始之前，需要拥有如下的环境和工具：

- Linux系统 (推荐Ubuntu 18.04)
- Docker和Docker Compose

安装Docker和Docker Compose

我们可以使用apt-get命令在Ubuntu上安装Docker和Docker Compose。

为了避免无法安装最新版本的Docker和Docker Compose，我们首先需要卸载系统中已经安装的Docker和Docker Compose。

1. 卸载旧版Docker

通过以下命令卸载旧版Docker：

```
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
```

2. 安装新版Docker

安装Docker的最新版本，可执行以下命令：

```
sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
```

3. 安装Docker Compose

安装Docker Compose，可执行以下命令：

```
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.26.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
```

搭建MySQL集群

接下来，我们将使用Docker Compose编排MySQL集群的容器。首先需要创建一个docker-compose.yml文件，内容如下：

```
version: '3.2'

services:
  mysql1:
    image: mysql:5.7
    container_name: mysql1
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: app_db
      MYSQL_USER: app_user
      MYSQL_PASSWORD: secret
    volumes:
      - ./data/mysql1:/var/lib/mysql
    ports:
      - "3307:3306"
    networks:
      mysql_net:
        ipv4_address: 172.16.238.10

  mysql2:
    image: mysql:5.7
    container_name: mysql2
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: app_db
      MYSQL_USER: app_user
      MYSQL_PASSWORD: secret
    volumes:
      - ./data/mysql2:/var/lib/mysql
    ports:
      - "3308:3306"
    networks:
      mysql_net:
        ipv4_address: 172.16.238.11

  mysql3:
    image: mysql:5.7
    container_name: mysql3
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: app_db
      MYSQL_USER: app_user
      MYSQL_PASSWORD: secret
    volumes:
      - ./data/mysql3:/var/lib/mysql
    ports:
      - "3309:3306"
    networks:
      mysql_net:
        ipv4_address: 172.16.238.12

networks:
  mysql_net:
    driver: bridge
    ipam:
      config:
        - subnet: 172.16.238.0/24
```

在上面的docker-compose.yml文件中，我们定义了三个MySQL节点，每个节点都被分配了不同的IP地址，并开放了3306端口用于MySQL客户端的连接。同时，我们将MySQL的默认数据目录挂载到了本地的./data/mysql1、./data/mysql2和./data/mysql3目录中，以确保数据的持久化。

部署MySQL集群

现在，我们需要在本地的终端中进入docker-compose.yml文件所在目录，执行以下命令：

```
docker-compose up -d
```

这条命令将启动所有服务并在后台运行。我们可以使用docker ps命令来查看启动的服务。

```
sudo docker ps
```

你可以看到以下输出：

```
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                               NAMES
7d733cc9b88a        mysql:5.7           "docker-entrypoint.s…"   5 minutes ago       Up 5 minutes        33060/tcp, 0.0.0.0:3307->3306/tcp   mysql1
0bf8c595c283        mysql:5.7           "docker-entrypoint.s…"   5 minutes ago       Up 5 minutes        33060/tcp, 0.0.0.0:3308->3306/tcp   mysql2
104f2f41a568        mysql:5.7           "docker-entrypoint.s…"   5 minutes ago       Up 5 minutes        33060/tcp, 0.0.0.0:3309->3306/tcp   mysql3
```

我们已经成功地在本地Docker环境中搭建了一个MySQL集群。

使用ProxySQL实现数据库负载均衡

负载均衡是一种在多台服务器上分配负载的技术，它可以提高应用程序的可用性和性能。在本例中，我们将使用ProxySQL来实现MySQL数据库的负载均衡。

安装和配置ProxySQL

首先，我们需要通过Docker拉取ProxySQL的镜像，可执行以下命令：

```
sudo docker pull proxysql/proxysql:latest
```

在本地的终端中，我们需要进入docker-compose.yml所在目录，在该目录下创建一个名为proxysql.cnf的文件，内容如下：

```
datadir="/var/lib/proxysql"

admin_variables=
{
        admin_credentials="admin:admin"
        mysql_ifaces="0.0.0.0:6032"
}

mysql_variables=
{
        threads=4
        max_connections=2048
        default_query_delay=0
        default_query_timeout=36000000
        have_ssl=false
        poll_timeout=2000
        interfaces="0.0.0.0:6033;/var/lib/proxysql/proxysql.sock"
        default_schema="information_schema"
        stacksize=1048576
        server_version="5.7.30"
        connect_timeout_server=10000
        monitor_history=60000
        monitor_connect_interval=60000
        monitor_ping_interval=10000
        monitor_read_only_interval=1500
        monitor_read_write_interval=5000
        monitor_replication_lag_interval=10000
        monitor_replication_depth_interval=20000
        monitor_writer_is_also_reader=false
}

mysql_servers =
(
  {
    hostname = "172.16.238.10"
    port = 3306
    weight = 1
    max_connections = 1000
    max_replication_lag = 10
    priority = 1
  },
  {
    hostname = "172.16.238.11"
    port = 3306
    weight = 1
    max_connections = 1000
    max_replication_lag = 10
    priority = 2
  },
  {
    hostname = "172.16.238.12"
    port = 3306
    weight = 1
    max_connections = 1000
    max_replication_lag = 10
    priority = 3
  }
)

mysql_users =
(
  {
    username = "app_user"
    password = "secret"
    default_hostgroup = 10
  }
)

mysql_query_rules =
(
  {
    rule_id = 1
    active = 1
    match_pattern = ".*"
    destination_hostgroup = 10
    apply = 1
  }
)
```

在上述配置文件中，我们定义了ProxySQL监听的端口（6032和6033），以及MySQL服务器的连接信息。此外，我们还定义了一个用于访问MySQL的用户。

启动ProxySQL容器

现在，我们需要在本地的终端中进入docker-compose.yml文件所在目录，执行以下命令：

```
docker-compose up -d proxysql
```

这条命令将启动ProxySQL容器并在后台运行。

在我们的示例中，访问ProxySQL的管理界面需要使用IP地址172.16.238.13，端口号6032。因此，我们可以使用以下命令启动一个mysql客户端来连接ProxySQL并执行查询：

```
mysql -u app_user -p -h 172.16.238.13 -P 6033
```

可以看到，我们已经成功地使用ProxySQL实现了MySQL的负载均衡。在实际的生产环境中，我们可以使用更多的负载均衡策略和监控机制来保证应用程序的高可用性和高性能。

总结

在本文中，我们介绍了如何使用Docker和Docker Compose来快速搭建高可用的MySQL集群。同时，我们还介绍了如何使用ProxySQL实现数据库的负载均衡。这种方法可以大大简化数据库集群的部署和维护，同时提高应用程序的可用性和性能。