MySQL的几种备份方法-创新互联

下文内容主要给大家带来MySQL的几种备份方法，所讲到的知识，与书籍略有不同，都是创新互联专业技术人员在与用户接触过程中，总结出来的，具有一定的经验分享价值，希望给广大读者带来帮助。

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下载地址  。

冷备份
   最简单的备份方式就是，关闭MySQL云服务器，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。

快照备份
   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。

逻辑备份
   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。

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。备份的基本流程如下：
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。
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。这里可以参考我之前的blog：FLUSH TABLE WITH READ LOCK
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。

Mydumper
   Mydumper原理与Mysqldump原理类似，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：

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。

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"LOCK TABLES 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：

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
UNLOCK TABLES

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。
UNLOCK BINLOG

对于以上关于MySQL的几种备份方法，如果大家还有更多需要了解的可以持续关注我们创新互联的行业推新，如需获取专业解答，可在官网联系售前售后的，希望该文章可给大家带来一定的知识更新。

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