我们最常见的冠心病、高血压、糖尿病、肿瘤、抑郁症、气管炎、哮喘、慢性肾病等疾病，都是由不恰当的生活方式引起的，医学工作者将这些疾病统一归类为慢性非传染性疾病，简称“慢病”。



## 疾病的本质：细胞损伤速度超过修复速度

人的一生中，体内大部分细胞都在不断更新，通过再生来修复损伤，这一生就是一个细胞不断自我修复的过程。而生病的本质，就是细胞损伤的速度超过了细胞修复的速度。不健康的心理、不合理的饮食、运动、睡眠等生活方式都会影响细胞的修复速度。

主流的治疗慢性病的方法是对抗疗法：血压高了用降压药，血糖高了用降糖药，肿瘤长出来了切除，哮喘用抗哮喘药，等等。但是对抗疗法是针对外来因素的疾病，例如外伤，病毒感染导致的疾病，常采用止血、抗炎、抢救和预防接种等方式，但并不适用于慢病。

慢病来源于各种不平衡，比如缺乏睡眠、长期吸烟、大量饮酒、不运动或者运动过量，饮食不平衡、压力太大，这些生活方式就是对细胞进行损伤，而给细胞修复提供原料的只有饮食。

人体细胞的自我修复能力取决于两个主要因素，一个是与生俱来的细胞生命周期，另一个是后天的营养状况。所以想要防止慢病可以从两方面入手，减少对细胞的损伤（健康的生活方式），以及正确的营养方向。

## 修复细胞损伤的唯一原料：食物中的营养素

普通人都知道饮食要均衡丰富，从医学的角度来描述营养，其包含七大营养素：
- 碳水化合物（又称为糖类，包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉等）
- 蛋白质（分为必需氨基酸和非必需氨基酸）
- 脂类（分为脂肪和类脂，脂肪又叫甘油三酯，分为必需脂肪酸和非必需脂肪酸；类脂包括磷脂、胆固醇、胆固醇脂、糖脂）
- 维生素（分为脂溶性维生素和水溶性维生素）
- 矿物质（分为常量元素和微量元素）
- 膳食纤维（分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维）
- 水

那人体每天都消耗了哪些营养？
1. 运动方面。经常运动的人和体力劳动者消耗的碳水化合物要更多一些。
2. 心理方面。大脑消耗的营养素与肌肉消耗的营养素不一样，用脑越多越需要多补充蛋白质、维生素、矿物质，还有脂类中的胆固醇、磷脂和DHA和EPA。
3. 熬夜。消耗的营养素会更多，如维生素A、维生素B族、磷脂和蛋白质等。
4. 吸烟。需要更多的抗氧化剂来对抗尼古丁等毒素对人体的伤害。
5. 喝酒。伤肝，需要更多的营养素来修复肝脏细胞，如维生素B族和蛋白质。

不同的人的生活方式不同，所以饮食结构也不同，所以为了健康每个人都需要掌握一点营养学知识。

## 七大营养素如何修复细胞损伤

### 细胞的结构

![](https://s2.loli.net/2024/09/08/2eTP4OXcUKq3ZpA.png)

**细胞膜**

除了水分子，许多营养素是不能随意出入的。细胞膜上的蛋白质根据DNA的指示决定对哪些营养素实行开放政策，这些被批准的营养素一定是有助于修复细胞结构或者细胞代谢的营养成分，比如氨基酸、葡萄糖、钾、钙、磷等，能转运多少要看细胞需要多少。

**细胞质**

细胞质是细胞膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。包含各种营养物质。

**细胞核**

细胞核里有DNA，记载着所有细胞应该执行的程序。细胞核的膜叫核膜，由磷脂、蛋白质、胆固醇等成分组成。这个膜上有很多孔，细胞质中的营养物质可以通过核孔进入细胞核里。核膜上有大量的多种酶，可进行各种生命活动。

**内质网**

细胞里的细胞器之一内质网，具有承担细胞内物质合成和运输的作用。比如合成蛋白质、参与激素的合成与运输，等等。

**高尔基体**

它的主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、对比、分类、包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。

**线粒体**

所有的细胞工作都需要能量，这些能量来源于线粒体，它通过燃烧葡萄糖来产生能量。当葡萄糖不足时燃烧脂肪，蛋白质不能直接被燃烧，要在肝脏中转化成葡萄糖以后才能成为能量。

### 七大营养素究竟为细胞做了什么呢？

**为细胞新陈代谢提供能量**

能量一般来讲感觉得到但是看不到，比如一个人走路、说话。主要靠碳水化合物类，也就是粮食、水果等。

**为新生细胞更新提供结构原料**

人体主要由蛋白质、脂类（脂肪酸、磷脂和胆固醇等）构成，同时需要维生素和矿物质的协助。主要靠蛋白质类和脂类，主要存在于肉、蛋、奶、鱼中。

**为人体新陈代谢提供媒介**

人的新陈代谢是在酶的催化下完成的。新陈代谢速度越快，需要的酶越多。酶是从哪里来的呢？是食物中的营养转化的。酶的主体部分是蛋白质，辅助部分叫作辅酶，辅酶的主要成分是维生素和矿物质。

另外，内分泌系统是调节细胞代谢的重要角色，而激素分为蛋白质类激素和胆固醇类激素，比如甲状腺素、胰岛素都属于蛋白质类激素，肾上腺素就属于胆固醇类激素。所以说一个人吃动物性食品，比如鸡蛋、内脏、肉类，里面有蛋白质和胆固醇，这些正好是形成激素前提。

主要靠蛋白质类和胆固醇类，还有维生素、矿物质。

**养肠道细菌**

肠道里尤其是结肠中存在大量细菌，体积很小，数量很多。人体由40万亿～60万亿个细胞组成，而我们身上的细菌数量是人体细胞数量的10倍，并且主要在肠道里，肠道里的细菌靠食物中的膳食纤维养活。

## 防治慢病吃什么：35%动物类食物 + 65%植物类食物

通过探究历史（感兴趣的可以看书），大概在距今2万～1万年前是旧石器时代向新石器时代转化时期，人类进化得最快。当时的饮食结构是：
- 植物性食物占65%左右，主要是水果、蔬菜、坚果、豆类和蜂蜜。
- 动物性食物占35%左右，主要是肉类、蛋类、鱼和虾贝类。

所以我们的食谱与这个时期的食谱越接近，大脑和身体就越接近理想状态：
- 尽量摄入天然食物，注意减少加工食品摄入量。
- 动物类食物（肉、蛋、奶、鱼等）最好占一天食物的35%。当然如果能买到散养的畜禽类动物或者禽卵更好。
- 植物类食物包括蔬菜、水果和粮食，占一天食物的65%。蔬菜和水果种类尽量多样化，粮食类食物种类要多，以粗粮为主，如全麦类、糙米、玉米、莜麦、薯类都很好，最不好的是精米、精面，因为精米、精面是工业化的产物。

## 防治慢病怎么吃：注重结构型营养素和营养密度

结构型营养为新生细胞更新提供结构原料，包含指磷脂、蛋白质、胆固醇。如果这些结构性营养缺失了，细胞无法按照DNA的指令完成增生和修复。

营养素在细胞中的吸收和释放都是有顺序的。食物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪如果一同被摄入，最先被利用的一定是碳水化合物，进入细胞的线粒体，直接变为能量。蛋白质和脂肪变成细胞膜的结构或者成为某些有生物活性的物质，如酶。

一般来讲，人在饥饿时，以脂肪分解为主，占80%左右，蛋白质的分解约占20%。所以健身的时候一定要补充碳水，否则就没有蛋白质形成肌肉了。

对运动量不大的现代人来说，最好的食物选择是：低能量密度，高营养密度。如果是体力劳动者，那就要高能量密度，高营养密度。最符合低能量、高营养这一标准的膳食结构，就是地中海膳食结构。

## 参考

- [地中海饮食](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E4%B8%AD%E6%B5%B7%E9%A3%B2%E9%A3%9F)

慢病时代

这本书太抽象了，只看了第一部分。



```mermaid
mindmap
    系统
        构成
            [要素]
            [要素间的关系]
            [系统的功能或目标]
        动态性
            [存量]
            [流入量]
            [流出量]
        反馈
            [调节回路-使存量保持稳定]
            [增强回路-增强原有发展态势]
```



## 系统之基础

**总体大于部分之和**

对于一个系统来说，整体大于部分之和。任何一个系统都包括三种构成要件：要素、连接、功能或目标。它具有适应性、动态性、目的性，并可以自组织、自我保护与演进。

**从关注要素到透视游戏规则**

系统中的很多连接是通过信息流进行运作的。信息使系统整合在一起，并对系统的运作产生重要影响。

总的来说，“功能”一词常用于非人类系统，而“目标”一词则用于人类系统。但它们之间的区分并不是绝对的，因为很多系统兼具人类和非人类要素。

系统中最不明显的部分是它的功能或目标，而这常常是系统行为最关键的决定因素。

**理解系统行为的动态性**

存量是对系统中变化量的一种历史记录。

要想使存量增加，既可以通过提高流入速率来实现，也可以通过降低流出速率来实现。请注意，要灌满一个浴缸，不是只有一种方式。

存量的变化一般比较缓慢，即使在流入量或流出量突然改变的情况下，也是如此。因此，存量可以在系统中起到延迟、缓存或减震器的作用。

由于存量的存在，流入量和流出量可以被分离开来，相互独立，并可以暂时地失衡。

**反馈：系统是如何运作的**

带反馈回路的存量-流量图
![图1—8 带反馈回路的存量-流量图](https://s2.loli.net/2024/09/06/rD6CQobKuP3OhV8.png)

一个反馈回路就是一条闭合的因果关系链，从某一个存量出发，并根据存量当时的状况，经过一系列决策、规则、物理法则或者行动，影响到与存量相关的流量，继而又反过来改变了存量。

**自动洄游的鱼：调节回路**

一杯咖啡逐渐冷却（左图）或变热（右图）的回路
![图1—10 一杯咖啡逐渐冷却（左图）或变热（右图）的回路](https://s2.loli.net/2024/09/06/pM4eWTDjumdUCOH.png)

在系统中，调节回路是保持平衡或达到特定目标的结构，也是稳定性和抵制变革的根源。

**脱缰的野马：增强回路**

银行存款账户增强回路
![图1—12 银行存款账户增强回路](https://s2.loli.net/2024/09/06/VibMhHvxrjewa1z.png)

增强回路是自我强化的。随着时间的变化，增强回路会导致指数级增长或者加速崩溃。当系统中的存量具有自我强化或复制的能力时，你就能找到推动其增长的增强回路。

> balancing feedback loop，B，保持平衡的回路。
> reinforcing feedback loop，R，不断强化的回路。

## 系统大观园

### 单存量系统

**一个存量、两个相互制衡的调节回路的系统：温度调节器**

受温度调节器和火炉控制的室内温度
![图2—1 受温度调节器和火炉控制的室内温度](https://s2.loli.net/2024/09/06/zMWBiuLIXxp2DRZ.png)

制热回路取代制冷回路居于主导地位
![图2—4 制热回路取代制冷回路居于主导地位](https://s2.loli.net/2024/09/06/8ESZ4ubjtdFPkfN.png)

最后的室温会低于设定温度的原因是有向外的热量散失。个人经历是，当夏天开空调，设定温度为28°C，温度计总是显示温度28+°C，并且是不断波动的。原因和上面的温度调节器类似，有一些“冷量”散失了。

由反馈回路所传递的信息只能影响未来的行为。它不能足够快地发送一个信号，去修正由当前反馈所驱动的系统行为。哪怕是非物理性的信息，也需要时间反馈到系统之中。

在一个由存量维持的调节回路中，设定目标时，必须适当考虑补偿对存量有重要影响的流入和流出过程。否则，反馈过程将超出或低于存量的目标值。

**一个存量、一个增强回路以及一个调节回路的系统：人口和工业经济**

人口受出生（增强回路）和死亡（调节回路）的影响
![图2—7 人口受出生（增强回路）和死亡（调节回路）的影响](https://s2.loli.net/2024/09/07/7Q2bkHpjXguwy4N.png)

当不同调节回路的相对优势发生改变时，系统常会出现一些复杂的行为，由一个回路主导的某种行为模式会变为另外一种。

人口系统的三种可能行为：增长、衰退和稳定
![图2—11 人口系统的三种可能行为：增长、衰退和稳定](https://s2.loli.net/2024/09/07/IpKzRuW1sJNPaMf.png)

具有相似反馈结构的系统，也将产生相似的动态行为。

经济系统行为变化模式与人口系统类似，经济系统中也有一个驱动增长的增强回路（外部投资）和一个导致衰退的调节回路（折旧）。
![图2—13 经济系统行为变化模式](https://s2.loli.net/2024/09/07/NclQbIW6zkpd3sE.png)

资本存量的增长与资本生命周期之间的关系。假设单位资本的产出比为1:3，投资系数是20%，在这种情况下，资本生命周期为15年时，折旧与资本更新速度持平；资本生命周期越短，资本存量将陷入衰减。
![图2—14 资本存量的增长与资本生命周期之间的关系](https://s2.loli.net/2024/09/07/zjkMY3EuyGU6QK7.png)

**含有时间延迟的系统：库存**

有时间延迟的汽车库存量行为变化模式
- 感知延迟。与人们的主观认识有关。经销商不可能对销售量的任何变化都立即做出反应。在制定订货数量决策时，人们通常会将过去一段时间内的销售量进行平均，以发现销售量的变化是真实的趋势，还是短期内的波动或异常。
- 反应延迟。当形势已经很明朗了、需要调整订单数量时，经销商也不会在某笔订单里将所有缺货一次性地调整到位。相反，他会在其后的每笔订单中多增加一部分。也就是说，即使当他相信销售量的变化趋势是真实的，他也只会部分地进行调整，以便在其后的几天内进一步确认这一趋势。
- 交货延迟。从供应商的工厂收到订单、加工生产并发货到交付给经销商。
![图2—17 有时间延迟的汽车库存量行为变化模式](https://s2.loli.net/2024/09/07/Z3CUK7Nlvmo2tkp.png)

调节回路上的时间延迟很可能导致系统的振荡。

当系统中存在时间延迟时，库存量会随销售额增加而上下振荡。
![图2—18 库存量随时间变化情况（一）](https://s2.loli.net/2024/09/07/XFyvo6e8HjhUYGM.png)

在系统中，时间延迟是普遍存在的，而且它们对系统行为有很强的影响。改变一个延迟的长短，可能会导致系统行为的很大变化，也可能不会，这取决于该延迟的类型以及与其他延迟相比的相对时间长短。

### 双存量系统

**一个可再生性存量受到另外一个不可再生性存量约束的系统：石油经济**

在呈指数级成长的实体系统中，必然存在至少一个增强回路，正是它（或它们）驱动着系统的成长；同时，也必然存在至少一个调节回路，限制系统的成长，因为在有限的环境中，没有任何一个物理系统可以永远地增长下去。

限制性调节回路发源于可再生性资源或者不可再生性资源，是有所区别的。区别不在于成长能否永远持续，而在于成长以何种方式终止。

有一个增强回路且受到不可再生资源限制的经济资本系统
![图2—23 有一个增强回路且受到不可再生资源限制的经济资本系统](https://s2.loli.net/2024/09/07/K64JRN1CTpAyWIc.png)

资本积累的速度越快，资源枯竭得越快。开采（A）会带来利润，导致资本（B）的增长，并将逐渐耗尽不可再生性资源（C）。
![图2—24 资本积累的速度越快，资源枯竭得越快](https://s2.loli.net/2024/09/07/kPnsiHXNcIdzuqQ.png)

当一个变量以指数级形式逼近一项约束或限制时，其接近限制的时间会出乎意料地短。

资源储量每翻一番都只能使开采高峰期延长14年左右
![图2—25 资源储量每翻一番都只能使开采高峰期延长14年左右](https://s2.loli.net/2024/09/07/xsA7ad3VvCQYlWb.png)

**有两个可再生性存量的系统：渔业经济**

经济资本受一个增强回路推动而成长，并受一个可再生性资源约束的情况
![图2—28 经济资本受一个增强回路推动而成长，并受一个可再生性资源约束的情况](https://s2.loli.net/2024/09/07/yhtwQdOWb2TYUBK.png)

捕捞量、资本存量及资源存量的关系。每年捕捞量（A）产生的利润，推动资本存量（B）的增长，在稍微过量增长之后，捕捞量趋于稳定，也导致资源存量（C）保持稳定。
![图2—29 捕捞量、资本存量及资源存量的关系](https://s2.loli.net/2024/09/07/ixBFWe4NzVaP3RC.png)

不可再生性资源主要受限于存量。所有存量一次到位，然后被逐渐开发使用（流出量）。之所以不能一次性开发，主要是因为资本（和开发条件）的限制。由于存量是不可再生的，开采速度越快，资源的生命周期就越短。

可再生性资源主要受限于流量。只要开发（流出量）的速度等于资源再生（流入量）的速度，它们就可以被无限地开采或捕捞；如果开发的速度快于再生的速度，资源存量最终可能低于某个关键转折点，从而转变为“不可再生性资源”，逐渐耗尽。

系统的结构和行为

本节介绍了 MySQL 复制的一些原理及复制配置项，但是现在都使用云了，自己维护复制的情况可能比较少，所以可以重点看一下复制拓扑，这应该对业务上的读写扩展有帮助。



## 复制概述

复制解决的基本问题是让一台服务器的数据与其他服务器保持同步。它的机制是先在源服务器上将数据修改和数据结构变更写入日志，然后副本服务器从源服务器上的日志中读取这些变更并在本地重放。这个一个异步过程，存在复制延迟，副本服务器可能会落后于源服务器几秒钟、几分钟，甚至几小时。

MySQL的复制基本上是向后兼容的，新版本的服务器可以作为老版本的服务器的副本，但反过来，将老版本的服务器作为新版本的服务器的副本通常是不可行的，因为它可能无法解析新版本的新特性或SQL语法，而且复制使用的文件格式也可能存在差异。

通过复制可以将读操作指向副本来获得更好的读扩展性，但除非设计得当，否则并**不适合通过复制来扩展写操作**。在一主库多副本库的架构中，写操作会被执行多次，这时候整个系统的性能取决于写入最慢的那部分。

**常见用途**

- 数据分发
- 读流量扩展
- 备份
- 隔离非业务查询
- 高可用性和故障切换
- MySQL升级测试

**复制如何工作**

单一源服务器和单一副本服务器
![图9-1：MySQL的复制是如何工作的](https://s2.loli.net/2024/09/01/YPnXQM5OLrgWVUd.png)

1. 源端把数据更改记录到二进制日志中，称之为“二进制日志事件”（binary log events）。
2. 副本将源上的日志复制到自己的中继日志中。
3. 副本读取中继日志中的事件，将其重放到副本数据之上。

## 复制原理

### 选择复制格式

有三种 binlog 格式用于复制，可以通过系统参数binlog_format控制日志写入时使用哪种日志格式。
- STATEMENT 基于语句
- ROW 基于行
- Mixed 混合

**基于语句的复制**

通过记录源端所执行的 SQL 来实现。优点是简单紧凑，缺点是可能会造成源和副本的数据不一致。

**基于行的复制**

通过记录行的变更来实现，该格式可能会让 binlog 大小发生巨大增长，但不会造成数据不一致。

**混合模式**

试图结合以上两种格式的优点，默认使用基于语句的格式，仅在需要是才切换到基于行的格式。但是也会出现不可预测的事件。不建议使用该格式。

**建议使用基于行的复制。**

### 全局事务标识符

GTID 是为了解决 MySQL5.6 之前，副本总是要跟踪源的 binlog 的文件和日志位置的问题。建议使用 GTID。

传统的基于binlog position复制的方式有个严重的缺点：如果slave连接master时指定的binlog文件错误或者position错误，会造成遗漏或者重复，很多时候前后数据是有依赖性的，这样就会出错而导致数据不一致。

使用GTID，源服务器提交的每个事务都被分配一个唯一标识符。此标识符是由server_uuid和一个递增的事务编号组成的。当事务被写入二进制日志时，GTID也随之被写入。副本将从源库读取的二进制日志事件先写入本地中继日志，再使用SQL线程执行该事务，将变更应用到本地副本上。当SQL线程提交事务时，它也会将GTID标记为执行完成。

### 崩溃后的复制安全

为了尽量降低复制中断的可能性，建议MySQL的部分参数按照如下讲解内容进行配置。

**innodb_flush_log_at_trx_commit=1**

严格来说，这并不是一个复制相关的配置。不过，这个参数可以保障每个事务日志都被同步地写到磁盘。这是一个符合ACID要求的配置，将最大限度地保护你的数据——即使是在复制中也是这样。这是因为二进制日志事件首先被提交，然后事务将被提交并写入磁盘。将此参数设置为1将增加磁盘写入操作的频次，同时确保数据的持久性。

**sync_binlog=1**

该变量控制MySQL将二进制日志数据同步到磁盘的频率。将此值设置为1意味着在每次事务执行的时候都会把二进制日志同步写入磁盘。这可以防止在服务器崩溃时丢失事务。就像之前的配置参数一样，它也会增加磁盘写入量。

**relay_log_info_repository=TABLE**

以前，MySQL的复制通常依赖磁盘上的文件来跟踪复制位置。这意味着，复制完成事务操作之后，还需要完成同步写入磁盘操作。如果在事务提交和同步之间发生了服务器崩溃，此时，磁盘上的文件将可能包含错误的文件和位置信息。在该配置下，该信息将被转移到MySQL本身的InnoDB表中，允许复制更新同一事务中的事务和中继日志信息。这会在一个原子操作中完成，并有助于崩溃恢复。

**relay_log_recovery=ON**

简单地说，该参数使得副本服务器在检测到崩溃时会丢弃所有本地中继日志，并从源服务器中获取丢失的数据。这确保了在崩溃中发生的磁盘上的任何损坏或不完整的中继日志都是可恢复的。配置该参数后，不再需要配置sync_relay_log，因为在发生崩溃时，中继日志将被删除，也就无须花费额外的操作将它们同步到磁盘。

### 延迟复制

在某些场景下，在一个拓扑结构中，某些副本有一些延迟反而是有好处的。延迟复制的配置语句是CHANGE REPLICATION SOURCE TO，配置选项为SOURCE_DELAY。虽然延迟复制在某些数据丢失场景下非常有用，但它也给许多其他的操作带来了复杂性。

### 多线程复制

最新的MySQL版本则提供了多线程复制能力，可以在副本端运行多个SQL线程，从而加快本地中继日志的应用。

![图9-2：多线程复制结构](https://s2.loli.net/2024/09/01/Lps6CcnjYmQItGo.png)

多线程复制有两种模式：DATABASE和LOGICAL_CLOCK。
- 在DATABASE模式下，可以使用多线程更新不同的数据库；但不会有两个线程同时更新同一个数据库。如果将数据分布在MySQL的多个数据库中，则可以同时并且一致地更新它们，这种模式非常有效。
- 另一个模式LOGICAL_CLOCK允许对同一个数据库进行并行更新，只要它们都是同一个二进制日志组提交的一部分。

相关配置
- replica_parallel_workers 大于0时开启多线程复制
- replica_parallel_type=LOGICAL_CLOCK
- replica_preserve_commit_order 避免无序提交

书中还给出了结合 Performance Schema 来判断 replica_parallel_workers 应该配置为多少，建议3~4个线程。

### 半同步复制

源在完成每个事务提交时，都需要确保事务至少被一个副本所接收，并成功将其写入自己的中继日志。由于每个事务都必须等待其他节点的响应，因此该功能会给服务器执行的每个事务都增加额外的延迟。需要根据实际情况考虑是否开启该选项。

一个值得注意的重要事情是，如果在一定时间范围内没有副本确认事务，MySQL将恢复到标准的异步复制模式。这也说明，半同步复制不是一种防止数据丢失的方法，而是可以让你拥有更具弹性的故障切换的更大工具集的一部分。

### 复制过滤器

复制过滤选项可以让副本仅复制一部分数据。一种是从源上的二进制日志中过滤事件，另一种是从副本上的中继日志中过滤事件。

![图9-3：复制过滤选项](https://s2.loli.net/2024/09/01/Ow8d3nquJ7L5zSB.png)

不建议使用binlog_do_db和binlog_ignore_db配置，甚至不要使用复制过滤器，因为它们很容易破坏复制。`replication_*`选项在SQL线程从中继日志中读取事件时过滤事件。

## 复制切换

“切换副本”（promoting areplica）和“故障切换”（failing over）是同义词，它们都意味着源服务器不再接收写入，并将副本提升为新的源服务器。

### 计划内切换

切换的最常见原因是某些维护事件，包括安全补丁、内核更新，有时候甚至只是重新启动一下MySQL。

要成功地执行此类切换，需要完成以下步骤：
1. 确定将哪个副本切换为新的源。这通常是一个包含所有数据的副本。这就是要操作的目标。
2. 检查延时，确保延时在秒级别。
3. 通过设置super_read_only停止数据写入源服务器。4. 等待副本与目标完全同步。可以通过比较GTID来确定这一点。
	1. 设置super_read_only会隐式开启read_only。关闭read_only会隐式关闭super_read_only。
4. 在目标（需要切换为源的副本）上取消read_only设置。
5. 将应用流量切换到目标上。
6. 将所有副本重新指向新的源，包括刚刚被降级为副本的服务器。如果配置了GTID和AUTO_POSITION=1，这很简单。

### 计划外切换

当故障发生在承担写入的源服务器上时，这时候不再存在一个实时运行的源服务器了，因此这将是一个很简短的计划外切换，需要根据副本上的已有数据进行选择：
1. 确定需要切换的副本。通常会选择数据最完整的副本。这就是要切换的目标。
2. 在目标上关闭read_only设置。
3. 将应用流量切换到目标上。
4. 将所有副本重新指向新源（目标服务器），包括恢复后的原来提供服务的源服务器。在使用了GTID之后，这些操作都很简单。

### 切换时的权衡

因为很难知道切换后的目标（新的源服务器）可能丢失了多少数据，所以有时不进行故障切换可能是更好的策略。通常，计划外切换并不是一个非常熟练的操作，需要查询文档及验证最优候选者。

在某些情况下，等待服务器或MySQL进程重新恢复可能会更快，当然，这需要对 MySQL 进行 ACID 合规配置。

## 复制拓扑

建议尽可能保持复制拓扑结构简单。

### 主动/被动模式

读写都在源服务器，优点是不用考虑读取延迟。

```mermaid
flowchart TB
	s[源] --> r1[副本]
	s --> r2[副本]
```

**配置**

在这个拓扑架构下，应该尽量让源和副本在CPU、内存等方面具有相同的配置。当需要进行切换的时候，例如，例行维护、软件升级、打补丁或者硬件故障等，可以从当前正在运行的源切换到其中某个副本上。因为副本上使用相同的硬件和软件配置，因此就可以确保能够支持切换之前的应用流量容量和吞吐量。

**冗余**

在物理硬件环境中，推荐使用至少三台服务器的n+2冗余。在任何一种情况下，都可以将其中一个副本放置在地理位置较远的位置，不过需要关注复制延迟情况并确保其可用。副本应该是可恢复的，并且任何数据丢失都应符合预期的标准。

**注意事项**

在此模式下，实际上是将读扩展绑定到单台服务器的容量上。如果达到读扩展上限，则必须演进到更复杂的拓扑（比如主动/只读池配置），否则就不得不利用分片来减少源上的读取压力。

### 主动/只读池模式

所有写指向源服务器，读可以指向源服务器也可以指向只读池。只读池可以实现读取密集型应用程序的读水平扩展。在某些时候，由于源上的复制请求，水平扩展能力会受到限制。

```mermaid
flowchart TB
	s[源]
	s --> r1
	s --> r2
	s --> r3

	subgraph read_only pool
		r1[副本]
		r2[副本]
		r3[副本]
	end
```

**配置**

在理想情况下，至少要有一个副本（最好是两个）与源服务器具有相同的配置。同样地，当需要故障切换到其中一个副本时，该副本应该有足够的容量支撑业务的流量。

如果随着时间的推移，只读池在持续增长，则可以让副本用不同的硬件配置来优化成本。在这种情况下，请尝试将流量进行加权，运行在更好的硬件配置的副本上可以承担更多的流量。

**冗余**

还需要至少一台服务器可以充当故障切换的目标。此外，还需要有足够的节点来支撑读流量，以及用于节点故障的小缓冲区。对于读取，最有效的使用率参考指标是CPU使用率，因此，目标池中每个节点的使用率应该在50%～60%。

**注意事项**

在使用读取池的时候，应用程序必须对延迟读取有一定的容忍度，因为你永远无法保证在源服务器上完成的写入已被复制到副本上。可能还需要一种方法来识别那些复制延迟太大的节点，并根据需要将其踢出只读池。

只读池的大小会决定管理的复杂度，以及何时应该考虑自动化。

### 不推荐的一些拓扑架构

#### 双源主动-主动架构

双源复制（也称为双向复制）涉及两台服务器，每台服务器都配置为源和另一台的副本。

```mermaid
flowchart LR
	s1[源] --> s2[源]
	s2 --> s1
```

这种主动-主动的架构，真正的危险会发生在明确向双方发送写入流量的时候。这时，在主动-主动模式下，很难正确地运行。一种策略是根据偶数/奇数等散列方法选择发送到哪一方。这确保了对同一行的写入和读取是一致的，但如果查询包含了另一侧记录的查询则可能出现不一致。

在进行容量规划的时候，需要确保当流量从一侧转移到另一侧时，CPU资源不会被耗尽。另外，故障切换后会引入完全不同的工作数据集。InnoDB的缓冲池也会受影响，这时候通常需要将缓存池中的部分数据移除，为新的热数据集腾出空间。

#### 双源主动-被动模式

主动-主动模式下的双源服务器有一个变种，可以避免刚刚讨论的陷阱。主要区别在于其中一台服务器是只读的“被动”服务器。

```mermaid
flowchart LR
	a[主动] --> p[被动]
	p --> a
```

它与主动-被动模式的唯一不同之处在于，复制已预先配置回另一台服务器。预配置复制会将切换目标直接绑定到一个副本，在出现故障中断时无法提供灵活性。配置复制是故障切换过程的一部分，是一个简单、可自动化的步骤。所以，这种模式并没有必要，只会引起混淆。

#### 带有副本的双源模式

这是一种让事情变得更加复杂的模式，它可以为每个协同源添加一个或多个副本。

```mermaid
flowchart
	s1[源] --> r1[副本]
	s2[源] --> r2[副本]
	s1 --> s2
	s2 --> s1
```

这似乎解决了双源主动-主动模式的大部分问题，其中最重要的是如何进行流量路由。它解决了故障切换时有关容量规划和缓冲池减少的问题。在发生故障切换时，有其他步骤可以将其中一个源指向其上新切换的副本。

#### 环形复制

环形复制具有三个或更多个源，其中每台服务器都在环中，它之前的服务器是它的副本，它之后的服务器作为它的源。

```mermaid
flowchart
	s1[源] --> s2[源]
	s2 --> s3[源]
	s3 --> s1
```

如果此拓扑中的任何服务器都不再提供服务，则拓扑结构就会被损坏，并且所有的数据更新都不会在环中流动。这种架构也有附加副本的变体，例如，将图9-9中的每个源都新增一个专用的副本。这仍然意味着环被破坏时，依旧要等到新的副本替换其位置后，环形复制才能重新恢复。

#### 多源复制

可以用于将不同数据库实例合并到一个数据库实例。这种拓扑结构非常适合特殊使用的情况。

```mermaid
flowchart
	s1[源] --> r[副本]
	s2[源] --> r
```

有一个重要的限制需要了解：不能将一个副本配置为对同一个源多次使用多源复制。

## 复制管理和维护

**复制监控**

- 复制同时需要源和副本上的磁盘空间
- 监控复制的状态和错误
- 延迟复制的实际延迟

**观测复制延迟**

虽然SHOW REPLICA STATUS中的Seconds_behind_source列理论上显示了副本的延迟，但实际上并不总是准确的。解决这个问题的最好方案是使用心跳记录。它需要在源上每秒更新一次时间戳。需要计算延迟时，就可以简单地在副本上用当前时间戳减去记录的心跳时间。

**确定副本数据的一致性**

- 在副本上，始终启用super_read_only
- 使用基于行的复制或确定性语句
- 不要尝试同时写入复制拓扑中的多台服务器

## 参考

- [Chapter 19 Replication](https://dev.mysql.com/doc/refman/8.4/en/replication.html)
- [MySQL 复制 (一)：复制理论和传统复制的配置](https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/9155003.html)
- [MySQL 复制 (二)：基于 GTID 复制](https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/9164823.html)
- [An easy way to describe MySQL’s Binary Log Group Commit](http://www.tocker.ca/2014/12/30/an-easy-way-to-describe-mysqls-binary-log-group-commit.html)

MySQL 复制

查询优化

画了一个图，不知道对不对。



创建 curl-format.txt 文件，写入如下配置：
```txt
time_namelookup:    %{time_namelookup}\n
time_connect:       %{time_connect}\n
time_appconnect:    %{time_appconnect}\n
time_pretransfer:   %{time_pretransfer}\n
time_posttransfer:  %{time_posttransfer}\n
time_redirect:      %{time_redirect}\n
time_starttransfer: %{time_starttransfer}\n
———\n
time_total:         %{time_total}\n
```

访问网站进行测试：
```shell
$ curl -w "@curl-format.txt" -o /dev/null -s https://www.baidu.com
time_namelookup:    0.004719
time_connect:       0.018401
time_appconnect:    0.063975
time_pretransfer:   0.064062
curl: unknown --write-out variable: 'time_posttransfer'
time_posttransfer:  
time_redirect:      0.000000
time_starttransfer: 0.077520
———
time_total:         0.077630
```

curl 报错了，说没有 time_posttransfer 变量，原因是当前使用的 curl 版本较低，等系统pkg可以更新时再修复这个测试吧。

![](https://s2.loli.net/2024/08/30/E7Rnx43LZFpBfh1.png)
## 参考

- [curl manpage](https://curl.se/docs/manpage.html#-w)