Mysql入门MySQL备份原理详解

《Mysql入门MySQL备份原理详解》要点：
本文介绍了Mysql入门MySQL备份原理详解，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

MYSQL学习本文为大家介绍了MySQL备份原理,欢迎大家阅读.

MYSQL学习备份是数据安全的最后一道防线,对于任何数据丢失的场景,备份虽然不一定能恢复百分之百的数据(取决于备份周期),但至少能将损失降到最低.衡量备份恢复有两个重要的指标：恢复点目标(RPO)和恢复时间目标(RTO),前者重点关注能恢复到什么程度,而后者则重点关注恢复需要多长时间.这篇文章主要讨论MySQL的备份方案,重点介绍几种备份方式的原理,包括文件系统快照(LVM),逻辑备份工具Mysqldump,Mydumper,以及物理备份工具Xtrabackup,同时会详细讲解几种方案的优缺点,以及可能遇到的问题.

MYSQL学习冷备份

MYSQL学习最简单的备份方式就是,关闭MySQL服务器,然后将data目录下面的所有文件进行拷贝保存,需要恢复时,则将目录拷贝到需要恢复的机器即可.这种方式确实方便,但是在生产环境中基本没什么作用.因为所有的机器都是要提供服务的,即使是Slave有时候也需要提供只读服务,所以关闭MySQL停服备份是不现实的.与冷备份相对应的一个概念是热备份,所谓热备份是在不影响MySQL对外服务的情况下,进行备份,热备份是这篇文章讨论的重点.

MYSQL学习快照备份

MYSQL学习首先要介绍的热备份是快照备份,快照备份是指通过文件系统支持的快照功能对数据库进行备份.备份的原理是将所有的数据库文件放在同一分区中,然后对该分区执行快照工作,对于Linux而言,需要通过LVM(Logical Volumn Manager)来实现.LVM使用写时复制(copy-on-write)技术来创建快照,例如,对整个卷的某个瞬间的逻辑副本,类似于数据库中的innodb存储引擎的MVCC,只不过LVM的快照在文件系统层面,而MVCC在数据库层面,而且仅支持innodb存储引擎.LVM有一个快照预留区域,如果原始卷数据有变化时,LVM保证在任何变更写入之前,会复制受影响块到快照预留区域.简单来说,快照区域内保留了快照点开始时的一致的所有old数据.对于更新很少的数据库,快照也会非常小.对于MySQL而言,为了使用快照备份,需要将数据文件,日志文件都放在一个逻辑卷中,然后对该卷快照备份即可.由于快照备份,只能本地,因此,如果本地的磁盘损坏,则快照也就损坏了.快照备份更偏向于对误操作防范,可以将数据库迅速恢复到快照产生的时间点,然后结合二进制日志可以恢复到指定的时间点.基本原理如下图：

MYSQL学习

MYSQL学习逻辑备份

MYSQL学习冷备份和快照备份由于其弊端在生产环境中很少使用,使用更多是MySQL自带的逻辑备份和物理备份工具,这节主要讲逻辑备份,MySQL官方提供了Mysqldump逻辑备份工具,虽然已经足够好,但存在单线程备份慢的问题.在社区提供了更优秀的逻辑备份工具mydumper,它的优势主要体现在多线程备份,备份速度更快.

MYSQL学习Mysqldump
Mysqldump用于备份,不得不提两个关键的参数：
--single-transaction：在开始备份前,执行start transaction命令,以此来获取一致性备份,该参数仅对innodb存储引擎有效.
--master-data=2：主要用于记录一致性备份的位点.
理解Mysqldump工作原理,一定要将事务表(innodb)和非事务表(比如myisam)区别对待,因为备份的流程与此息息相关.而且,到目前为止,我们也无法规避myisam表,即使我们的所有业务表都是innodb,因为mysql库中系统表仍然采用的myisam表.

MYSQL学习备份的基本流程如下：

MYSQL学习1.调用FTWRL(flush tables with read lock),全局禁止读写
2.开启快照读,获取此时的快照(仅对innodb表起作用)
3.备份非innodb表数据(*.frm,*.myi,*.myd等)
4.非innodb表备份完毕后,释放FTWRL锁
5.逐一备份innodb表数据
6.备份完成.

MYSQL学习整个过程,可以参考我同事的一张图,但他的这张图只考虑innodb表的备份情况,实际上在unlock tables执行完毕之前,非innodb表已经备份完毕,后面的t1,t2和t3实质都是innodb表,而且5.6的mysqldump利用保存点机制,每备份完一个表就将一个表上的MDL锁释放,避免对一张表锁更长的时间.

MYSQL学习大家可能有一个疑问,为啥备份innodb表之前,就已经将锁释放掉了,这实际上是利用了innodb引擎的MVCC机制,开启快照读后,就能获取那个时间的一致的数据,无论需要备份多长时间,直到整个事务结束(commit)为止.

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MYSQL学习Mydumper
Mydumper原理与Mysqldump原理类似,最大的区别是引入了多线程备份,每个备份线程备份一部分表,当然并发粒度可以到行级,达到多线程备份的目的.这里要解决最大一个问题是,如何保证备份的一致性,其实关键还是在于FTWRL.对于非innodb表,在释放锁之前,需要将表备份完成.对于innodb表,需要确保多个线程都能拿到一致性位点,这个动作同样要在持有全局锁期间完成,因为此时数据库没有读写,可以保证位点一致.所以基本流程如下：

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MYSQL学习物理备份(Xtrabackup)
相对于逻辑备份利用查询提取数据中的所有记录,物理备份更直接,拷贝数据库文件和日志来完成备份,因此速度会更快.当然,无论是开源的Mydumper还是官方最新的备份工具(5.7.11的mysqlpump)都支持了多线程备份,所以速度差异可能会进一步缩小,至少从目前生产环境来看,物理备份使用还是比较多的.由于Xtrabackup支持备份innodb表,实际生产环境中我们使用的工具是innobackupex,它是对xtrabackup的一层封装.innobackupex脚本用来备份非 InnoDB 表,同时会调用 xtrabackup命令来备份 InnoDB 表,innobackupex的基本流程如下：
1.开启redo日志拷贝线程,从最新的检查点开始顺序拷贝redo日志；
2.开启idb文件拷贝线程,拷贝innodb表的数据
3.idb文件拷贝结束,通知调用FTWRL,获取一致性位点
4.备份非innodb表(系统表)和frm文件
5.由于此时没有新事务提交,等待redo日志拷贝完成
6.最新的redo日志拷贝完成后,相当于此时的innodb表和非innodb表数据都是最新的
7.获取binlog位点,此时数据库的状态是一致的.
8.释放锁,备份结束.

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MYSQL学习Xtrabackup的改进
从前面介绍的逻辑备份和物理备份来看,无论是哪种备份工具,为了获取一致性位点,都强依赖于FTWRL.这个锁杀伤力非常大,因为持有锁的这段时间,整个数据库实质上不能对外提供写服务的.此外,由于FTWRL需要关闭表,如有大查询,会导致FTWRL等待,进而导致DML堵塞的时间变长.即使是备库,也有SQL线程在复制来源于主库的更新,上全局锁时,会导致主备库延迟.从前面的分析来看,FTWRL这把锁持有的时间主要与非innodb表的数据量有关,如果非innodb表数据量很大,备份很慢,那么持有锁的时间就会很长.即使全部是innodb表,也会因为有mysql库系统表存在,导致会锁一定的时间.为了解决这个问题,Percona公司对Mysql的Server层做了改进,引入了BACKUP LOCK,具体而言,通过"LOCKTABLES FOR BACKUP"命令来备份非innodb表数据；通过"LOCK BINLOG FOR BACKUP"来获取一致性位点,尽量减少因为数据库备份带来的服务受损.我们看看采用这两个锁与FTWRL的区别：

MYSQL学习LOCK TABLES FOR BACKUP
作用：备份数据
1.禁止非innodb表更新
2.禁止所有表的ddl
优化点：
1.不会被大查询堵塞(关闭表)
2.不会堵塞innodb表的读取和更新,这点非常重要,对于业务表全部是innodb的情况,则备份过程中DML完全不受损
UNLOCKTABLES

MYSQL学习LOCK BINLOG FOR BACKUP
作用：获取一致性位点.
1.禁止对位点更新的操作
优化点：
1.允许DDl和更新,直到写binlog为止.
UNLOCKBINLOG

MYSQL学习以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助.

（编辑：李大同）

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