Linux下使用XtraBackup进行MySQL备份

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前言

Percona XtraBackup（简称 PXB）是 Percona 公司开发的一个用于 MySQL 数据库物理热备的备份工具，支持 MySQl（Oracle）、Percona Server 和 MariaDB，并且全部开源，真可谓是业界良心。我们 RDS MySQL 的物理备份就是基于这个工具做的。

项目的 blueprint 和 bug 讨论放在 Launchpad，代码之前也放在 Launchpad，现在已经迁移到 Github 啦，项目更新发布非常快，感兴趣的可以关注 :-)

本文会介绍下备份工具的工作原理，希望对大家有所帮助。

工具集

软件包安装完后一共有 4 个可执行文件，如下：

usr

├── bin

│  ├── innobackupex

│  ├── xbcrypt

│  ├── xbstream

│  └── xtrabackup

其中最主要的是 innobackupex 和 xtrabackup，前者是一个 perl 脚本，后者是 C/C++ 编译的二进制。

xtrabackup 是用来备份 InnoDB 表的，不能备份非 InnoDB 表，和 mysqld server 没有交互；innobackupex 脚本用来备份非 InnoDB 表，同时会调用 xtrabackup 命令来备份 InnoDB 表，还会和 mysqld server 发送命令进行交互，如加读锁（FTWRL）、获取位点（SHOW SLAVE STATUS）等。简单来说，innobackupex 在 xtrabackup 之上做了一层封装。

一般情况下，我们是希望能备份 MyISAM 表的，虽然我们可能自己不用 MyISAM 表，但是 mysql 库下的系统表是 MyISAM 的，因此备份基本都通过 innobackupex 命令进行；另外一个原因是我们可能需要保存位点信息。

另外 2 个工具相对小众些，xbcrypt 是加解密用的；xbstream 类似于 tar，是 Percona 自己实现的一种支持并发写的流文件格式。两都在备份和解压时都会用到（如果备份用了加密和并发）。

Percona XtraBackup是世界上唯一的开源，免费的 MySQL 热备份软件，为 InnoDB 和XtraDB 数据库执行非阻塞备份。使用Percona XtraBackup，可以实现以下优势：

• 快速可靠地完成的备份
• 备份期间的不间断事务处理
• 节省磁盘空间和网络带宽
• 自动备份验证
• 创建热 InnoDB 备份，而不暂停数据库
• 对 MySQL 进行增量备份
• 将压缩的 MySQL 备份压缩到另一个服务器
• 在 MySQL 服务器之间移动表
• 轻松创建新的MySQL 主从
• 备份 MySQL， 而不向服务器添加负载

Percona XtraBackup为所有版本的 Percona Server，MySQL 和MariaDB进行 MySQL 热备份，压缩和增量 MySQL 备份。Percona XtraBackup与 MySQL，MariaDB 和Percona Server配合使用。它支持完全非阻塞备份 InnoDB，XtraDB 和HailDB 存储引擎。

Percona XtraBackup工作原理

Percona XtraBackup是基于 InnoDB 的崩溃恢复功能。复制 InnoDB 数据文件，导致内部不一致的数据; 但随后它对文件执行崩溃恢复，使它们再次成为一致，可用的数据库。

这是因为 InnoDB 维护一个重做日志，也称为事务日志。这包含对 InnoDB 数据的每个更改的记录。当InnoDB 启动时，它会检查数据文件和事务日志，并执行两个步骤。它将提交的事务日志条目应用于数据文件，并对修改数据但未提交的任何事务执行撤销操作。

Percona XtraBackup通过记录日志序列号（LSN）开始工作，然后复制掉数据文件。这需要一小会时间来完成，所以如果文件正在改变，那么它们反映了数据库在不同时间点的状态。同时，Percona XtraBackup运行一个后台进程，监视事务日志文件，并从中复制更改。Percona XtraBackup需要不断地这样做，因为事务日志是以循环方式编写的，并且可以在一段时间后重复使用。Percona XtraBackup从数据文件开始执行以来每次更改都需要事务日志记录。

Percona XtraBackup将使用备份锁，作为一个轻量级替代。此功能在 Percona Server 5.6+ 中可用。Percona XtraBackup 使用这个自动复制非 InnoDB 数据，以避免阻塞修改 InnoDB 表的 DML 查询。当服务器支持备份锁时，xtrabackup将首先复制 InnoDB 数据，运行并复制 MyISAM 表和.frm 文件。一旦完成，文件的备份将开始。它将备份.frm，.MRG，.MYD，.MYI，.TRG，FLUSH TABLES WITH READ LOCKLOCK TABLES FOR BACKUP.par

注意

锁定只对 MyISAM 和其他非 InnoDB 表，只有 在  Percona XtraBackup 完成所有 InnoDB / XtraDB 数据和日志后备份。Percona XtraBackup将使用备份锁，作为一个轻量级替代。此功能在 Percona Server 5.6+ 中可用。Percona XtraBackup 使用这个自动复制非 InnoDB 数据，以避免阻塞修改 InnoDB 表的 DML 查询。FLUSH TABLES WITH READ LOCK

之后，xtrabackup将使用阻止所有操作，可能更改二进制日志位置或 或 报告。然后 xtrabackup 将完成复制 REDO 日志文件和获取二进制日志坐标。在这完成之后 xtrabackup 将解锁二进制日志和表。LOCK BINLOG FOR BACKUPExec_Master_Log_PosExec_Gtid_SetSHOW MASTER/SLAVE STATUS

最后，二进制日志位置将被打印到 STDERR 和xtrabackup 将退出返回 0 如果一切正常。

需要注意的是 STDERR 的 xtrabackup 不是写在任何文件中。您必须将其重定向到一个文件，例如，。xtrabackup OPTIONS2> backupout.log

它还将在备份的目录中创建以下文件。

在准备阶段，Percona XtraBackup使用复制的事务日志文件对复制的数据文件执行崩溃恢复。完成此操作后，数据库就可以恢复和使用。

备份的 MyISAM 和InnoDB表最终将彼此一致，因为在准备（恢复）过程之后，InnoDB的数据会前滚到备份完成的点，而不会回滚到该点开始。这个时间点匹配所采取的位置，因此 MyISAM 数据和准备的 InnoDB数据是同步的。FLUSH TABLES WITHREAD LOCK

简而言之，这些工具允许您通过复制数据文件，复制日志文件以及将日志应用到数据的各种组合来执行流式和增量备份等操作。

还原备份

要使用 xtrabackup 恢复备份，您可以使用 或选项。xtrabackup –copy-backxtrabackup –move-back

xtrabackup将从 my.cnf 变量 datadir，innodb_data_home_dir，innodb_data_file_path，innodb_log_group_home_dir 中读取，并检查目录是否存在。

这将复制 MyISAM 表，索引等（.FRM，.MRG，.MYD，.MYI，.TRG，.TRN，.ARM，.ARZ，.CSM，.CSV，par 和.opt 的文件）首先，InnoDB的 下一步是表和索引，最后是日志文件。它将在复制文件时保留文件的属性，mysql 在启动数据库服务器之前可能需要将文件的所有权更改为，因为它们将由创建备份的用户拥有。

或者，该选项可用于恢复备份。此选项 与唯一的区别是，它不是复制文件，而是将其移动到目标位置。由于此选项删除备份文件，因此必须谨慎使用。在没有足够的可用磁盘空间来保存这两个数据文件及其备份副本的情况下，此功能非常有用。xtrabackup –move-backxtrabackup –copy-back

安装XtraBackup

安装XtraBackup 源

[root@ZHENGDA ~]# uname -r
3.10.0-327.el7.x86_64

yum -y install http://www.percona.com/downloads/percona-release/RedHat/0.1-4/percona-release-0.1-4.noarch.rpm

安装

yum -y install percona-xtrabackup-24

创建连接用户并受权

mysql> CREATE USER 'zhengda'@'localhost' IDENTIFIED BY 'goyun.org';
mysql> GRANT RELOAD, LOCK TABLES, PROCESS, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'zhengda'@'localhost';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

完整备份

（1）xtrabackup 只能备份 innodb 和 xtradb 两种引擎的表，而不能备份 myisam 引擎的表；
（2）innobackupex 是一个封装了 xtrabackup 的 Perl 脚本，支持同时备份 innodb 和 myisam，但在对 myisam 备份时需要加一个全局的读锁。还有就是 myisam 不支持增量备份。

$ xtrabackup --user=zhengda --password=goyun.org --backup \ 
  --target-dir=/data/backup  
$ innobackupex --user=zhengda --password=goyun.org /path/ to /backup/dir/ 
$ innobackupex --user=zhengda --password=goyun.org --stream=tar ./ | bzip2 -

备份到 /data/backup 下

备份所有库：$ innobackupex --defaults-file=/etc/my.cnf--user=zhengda \
           --password=goyun.org --socket=/tmp/mysql.sock /data/backup
           
备份两个库：$ innobackupex --databases="db1 db2"--defaults-file=/etc/my.cnf--user=zhengda \
            --password=goyun.org --socket=/tmp/mysql.sock /data/backup

增量备份

注：第一次增量备份要建立在完整备份之上才可以
–incremental /data/backup1 指定增量备份存放的目标目录
–incremental-basedir=/data/backup 指定完整备份的目录

$ innobackupex  --defaults-file=etc/my.cnf --user=zhengda --password=goyun.org \
--socket=/tmp/mysql.sock --incremental /data/backuup1 --incremental-basedir=/data/backup/# 会根据当天时间生成个目录

进行第二次增量备份，需要指定上一次增量备份的目录
–incremental /data/backup2 指定这次增量备份目录
–incremental-basedir=/data/backup1 指定上次增量备份目录

$ innobackupex --defaults-file=/etc/my.cnf --user=zhengda --password=goyun.org \
--socket=/tmp/mysql.sock --incremental /data/backup2 --incremental-basedir=/data/backup1/(....)

还原备份

–apply-log 准备还原备份的选项
–use-memory=8G 设置准备还原数据时使用的内存，可以提高准备所花费的时间

$ innobackupex --apply-log --use-memory=8G /data/backup
#还原如下
$ innobackupex  --defaults-file=/etc/my.cnf --user= --password= --copy-back /data/backup
#或
$ xtrabackup --user=zhengda --password=goyun.org --copy-back --target-dir=/data/backup

使用 Mysqldump 进行逻辑备份

mysqldump 作为重要的 MySQL 备份工具，功能相当强大。备份参数、恢复策略，需要仔细研究。

备份数据库：

备份单个数据库或单个数据库中的指定表：

mysqldump [OPTIONS] database [tb1] [tb2]…

备份多个数据库：

mysqldump [OPTIONS] –databases [OPTIONS] DB1 [DB2 DB3…]

备份所有数据库：

mysqldump [OPTIONS] –all-databases [OPTIONS]

添加此选项备份时不锁表

--single-transaction

案例：本地备份所有库

mysqldump -u root - p 密码 --all-databases > ./all.sql

案例：本地恢复所有库

mysql -u root - p 密码  < ./all.sql

案例：备份本地 db1,db2 两个库

mysqldump -u root - p 密码 --databases db1 db2 > ./db1_2.sql

案例：恢复本地 db1,db2 两个库

mysql -u root - p 密码 db1 db2 < ./db1_2.sql

案例：在 B 主机上执行将 A 主机的 yun 库备份到 B 主机上，在 B 主机上需要创建 yun 库

- C 表示主机间的数据传输使用数据压缩

mysqldump --host=192.168.6.108(A) -u root - p 密码 --opt yun | mysql --host=localhost(B) -u root - p 密码 -C yun

案例：在 B 主机 上执行将 A 主机 上的所有数据库备份到本地

mysqldump --host=192.168.6.108（A）-u root - p 密码 --all-databases > all.sql（B）

案例：恢复在 B 主机上执行

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