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MySQL备份与恢复工具之XTRABACKUP

时间：2019-06-22 06:09:32

:coffee: 安装:feet: 原理:deer: 用法全量备份与还原STEP 1: BACKUPSTEP 2: PREPARESTEP 3: RESTORE增量备份与还原STEP 1: BACKUPSTEP 2: PREPARESTEP 3: RESTORE

Percona XtraBackup是一款开源的MySQL热备份工具。XtraBackup支持对基于InnoDB、XtraDB和MyISAM存储引擎的表的备份，且支持Oracle MySQL、Percona Server和MariaDB多个分支。目前官网提供2.4和8.0两个版本的下载，前者支持MySQL 5.1、5.5、5.6、5.7的备份，后者仅支持MySQL 8.0的备份。

☕️ 安装

XtraBackup的下载地址为：/downloads/Percona-XtraBackup-2.4/Percona-XtraBackup-2.4.24/binary/redhat/7/x86_64/

安装xtrabackup

提前下好tar安装包，使用yum localinstall安装自动解决安装包依赖问题：

[root@mysql-node1 ~]# tar -xvf Percona-XtraBackup-2.4.24-rb4ee263-el7-x86_64-bundle.tar[root@mysql-node1 ~]# yum localinstall -y percona-xtrabackup-24-2.4.24-1.el7.x86_64.rpm

如果使用rpm命令安装，需要手动安装依赖：

yum install -y perl-DBD-MySQL per-DBI perl-Time-HiRes libaio*yum install -y perl-Digest-MD5 rsyncyum install -y libevrpm -ivh percona-xtrabackup-24-2.4.24-1.el7.x86_64.rpm

安装压缩备份工具qpress

[root@mysql-node1 ~]# wget /yum/release/7/RPMS/x86_64/qpress-11-1.el7.x86_64.rpm[root@mysql-node1 ~]# yum localinstall qpress-11-1.el7.x86_64.rpm -y

🐾 原理

安装XtraBackup后会在/usr/bin下生成四个可执行文件：innobackupex、xtrabackup、xbcrypt、xbstream。其中，innobackupex用于备份非InnoDB引擎的表，同时还会调用xtrabackup备份InnoDB表。innobackupex还可以与MySQL Server进行交互，比如加读锁（FTWRL）、获取主从同步位点（show slave status）等。xbcrypt和xbstream分别用于备份恢复过程中的加解密和并发写支持。

👁注意：XtraBackup 2.3版本用C语言对innobackupex进行了重写，所以2.3和2.4版本的innobackupex实际上是xtrabackup的一个软链接。

XtraBackup备份实现基于InnoDB存储引擎的故障恢复功能（crash-recovery）。也就是说，xtrabackup备份的数据最开始是不满足一致性的，但是通过模拟redo log故障恢复的过程最终能够获取到满足一致性的备份数据。

XtraBackup备份的流程大致如下：

innonackupex进程会fork一个xtrabackup子进程，用于备份InnoDB表。xtrabackup进程会产生一个redo拷贝线程和一个ibd拷贝线程。Redo拷贝线程会记录备份开始时刻redo log中的日志序列号（LSN），并备份redo日志。ibd拷贝线程负责备份ibd数据文件。InnoDB表备份完成后，ibd拷贝线程退出。innobackupex进程执行flush tables with read lock加全局读锁。如果数据库是Percona Server，则会执行lock tables for backup加一个轻量的备份锁（Backup locks）。这里只会给MyISAM和其他非InnoDB表加备份锁，目的是为了避免在备份非InnoDB表的过程中阻塞修改InnoDB表的DML操作。innobackupex进程开始备份非InnoDB表和数据库文件。备份的文件后缀包括.frm、.MRG、.MYD、.MYI、.TRG、.TRN、.ARM、.ARZ、.CSM、.CSV、.par、.opt。非InnoDB表备份完成后，innobackupex进程执行lock binlog for backup，以避免binlog一致性位点（Exec_Master_Log_Pos或者Exec_Gtid_Set）被修改。随后xtrabackup进程完成redo log备份，并通过执行show master|slave status取得binlog一致性位点。innobackupex进程移除FTWRL全局读锁（或者备份锁）、binlog锁。xtrabackup进程退出，备份结束。

在上面的备份流程中，XtraBackup是通过直接读取操作系统文件来进行备份的，只有在执行SQL命令时会和数据库有少量交互，基本对数据库运行无影响。只有在备份非InnoDB表的时候会处于短时间的只读状态（取决于MyISAM表的数据量，一般在几秒左右）。

🦌 用法

全量备份与还原

STEP 1: BACKUP

将全量备份导出到/backup目录下，并将错误日志输出到backup.log中。

XtraBackup备份和还原时会从配置文件/etc/f中读取datadir、innodb_data_home_dir、innodb_data_file_path和innodb_log_group_home_dir变量。如果没有定义，则会报错Missing argument。

[root@mysql-node1 ~]# innobackupex --defaults-file=/etc/f --user=root --password=ABCcba123 \/backup 2> /backup/backup.log[root@mysql-node1 backup]# cat backup.logxtrabackup: recognized server arguments: --datadir=/mysql/data --server-id=142 --log_bin=/mysql/log/mysql-bin --innodb_io_capacity=500 --innodb_flush_method=O_DIRECT --innodb_log_file_size=1G --innodb_file_per_table=1 --innodb_buffer_pool_size=3G --innodb_data_file_path=ibdata1:512M:autoextend --innodb_autoextend_increment=64 --innodb_checksum_algorithm=crc32 --innodb_read_io_threads=4 --innodb_log_buffer_size=8388608 --innodb_write_io_threads=4 --innodb_flush_log_at_trx_commit=1 --tmpdir=/mysql/tmp220912 01:57:45 innobackupex: Missing argument[root@mysql-node1 backup]#

如果没有定义这些变量，需要在备份命令中手动指定。其中，innodb_data_home_dir和innodb_log_group_home_dir如果没有在配置文件中定义，默认会与datadir相同。

[root@mysql-node1 backup]# innobackupex --defaults-file=/etc/f --user=root --password=ABCcba123 \--innodb_data_home_dir=/mysql/data --innodb_log_group_home_dir=/mysql/data /backup 2> /backup/backup.log[root@mysql-node1 backup]#[root@mysql-node1 backup]# cat backup.logxtrabackup: recognized server arguments: --datadir=/mysql/data --server-id=142 --log_bin=/mysql/log/mysql-bin --innodb_io_capacity=500 --innodb_flush_method=O_DIRECT --innodb_log_file_size=1G --innodb_file_per_table=1 --innodb_buffer_pool_size=3G --innodb_data_file_path=ibdata1:512M:autoextend --innodb_autoextend_increment=64 --innodb_checksum_algorithm=crc32 --innodb_read_io_threads=4 --innodb_log_buffer_size=8388608 --innodb_write_io_threads=4 --innodb_flush_log_at_trx_commit=1 --tmpdir=/mysql/tmp --innodb_data_home_dir=/mysql/data --innodb_log_group_home_dir=/mysql/dataxtrabackup: recognized client arguments:220912 02:09:28 innobackupex: Starting the backup operationIMPORTANT: Please check that the backup run completes successfully.At the end of a successful backup run innobackupexprints "completed OK!".220912 02:09:28 version_check Connecting to MySQL server with DSN 'dbi:mysql:;mysql_read_default_group=xtrabackup' as 'root' (using password: YES).Failed to connect to MySQL server: DBI connect(';mysql_read_default_group=xtrabackup','root',...) failed: Can't connect to local MySQL server through socket '/var/lib/mysql/mysql.sock' (2) at - line 1314.220912 02:09:28 Connecting to MySQL server host: localhost, user: root, password: set, port: not set, socket: not setFailed to connect to MySQL server: Can't connect to local MySQL server through socket '/var/lib/mysql/mysql.sock' (2).[root@mysql-node1 backup]#

如果datadir不是默认的/var/lib/mysql，则还需要指定mysql.sock的文件路径，否则会报错数据库连接失败。

👁注意：备份命令innobackupex ... /backup也可以替换为xtrabackup ... --target-dir=/backup --backup。

STEP 2: PREPARE

假设我们不小心把应用库删了：

mysql> drop database appgame;Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

由于备份文件中的InnoDB数据在时间点上是不一致的，因此不能直接用于恢复数据。在利用备份文件进行恢复前，需要先进行Prepare。PREPARE会模仿InnoDB crash-recovery的过程，将备份数据还原到一个一致性位点。

[root@mysql-node1 backup]# xtrabackup --prepare --target-dir=/backup/-09-12_02-17-32/...InnoDB: Starting shutdown...InnoDB: Shutdown completed; log sequence number 2806312220912 03:26:36 completed OK!

出现以上信息则表示PREPARE完成。PREPARE过程中不能中断xtrabackup进程，否则有可能导致数据损坏，使得备份不可用。

STEP 3: RESTORE

利用备份还原数据库之前，必须满足以下三个条件：

已经对备份数据进行PREPARE；MySQL Server服务已经停止（systemctl stop mysqld）；MySQL数据目录datadir必须是空目录（rm -rf /mysql/data/*）。

可以通过以下三种方法还原数据库：

copy-back：保留原有的备份文件；move-back：将备份文件移动到MySQL数据目录下；rsync或cp：直接通过操作系统命令拷贝备份文件。例如：

rsync -avrP /backup/-09-12_02-17-32/ /mysql/data/

使用copy-back方法还原数据库：

[root@mysql-node1 backup]# xtrabackup --copy-back --target-dir=/backup/-09-12_02-17-32/

修改datadir权限并启动MySQL数据库服务：

[root@mysql-node1 backup]# chown -R mysql:mysql /mysql/data[root@mysql-node1 backup]#[root@mysql-node1 backup]# systemctl start mysqld

增量备份与还原

XtraBackup仅支持对InnoDB表进行增量备份，所以MyISAM表每次都是全量备份。

STEP 1: BACKUP

在进行增量备份之前必须做一次全量备份，且全量备份的存放路径以base结尾：

[root@mysql-node1 backup]# mkdir base[root@mysql-node1 backup]# xtrabackup --defaults-file=/etc/f --user=root --password=ABCcba123 \--innodb_data_home_dir=/mysql/data --innodb_log_group_home_dir=/mysql/data \--socket=/tmp/mysql.sock --target-dir=/backup/base --backup 2> /backup/backup.log

创建一张新表，并插入数据：

mysql> create table `brands` (-> `id` int not null,-> `name` varchar(30) not null,-> `country` varchar(20),-> `celebrity` varchar(30),-> primary key pk_id(id)-> ) engine=InnoDB default charset=utf8mb4;Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)...mysql> select * from brands;+----+--------------+---------+---------------+| id | name | country | celebrity|+----+--------------+---------+---------------+| 1 | Nike | America | Lebron James || 2 | Under Armour | America | Stephen Curry || 3 | Anta | China | Klay Thompson || 4 | Adidas | Germany | Derrick Rose || 5 | Lining | China | Jimmy Butler |+----+--------------+---------+---------------+5 rows in set (0.00 sec)

进行增量备份时，通过--incremental-basedir参数指定上一次备份的存放路径。

进行第一次增量备份，保存到/backup/inc1路径下：

[root@mysql-node1 backup]# xtrabackup --backup --user=root --password=ABCcba123 \--innodb_data_home_dir=/mysql/data --innodb_log_group_home_dir=/mysql/data \--socket=/tmp/mysql.sock --target-dir=/backup/inc1 --incremental-basedir=/backup/base 2> /backup/backup.log

进行第二次增量备份，保存到/backup/inc2路径下：

[root@mysql-node1 backup]# xtrabackup --backup --user=root --password=ABCcba123 \--innodb_data_home_dir=/mysql/data --innodb_log_group_home_dir=/mysql/data \--socket=/tmp/mysql.sock --target-dir=/backup/inc2 --incremental-basedir=/backup/inc1 2> /backup/backup.log