mysql技术内幕-备份与恢复

备份与恢复概述

根据备份的方法不同可以将备份分为：

Hot Backup（热备）
Cold Backup（冷备）
Warm Backup（温备）

Hot Backup是指数据库运行中直接备份，对正在运行的数据库操作没有任何影响。这种方式在mysql叫做Online Backup（在线备份）。Cold Backup是指备份操作是在数据库停止的情况下。这种方式在mysql叫做Offline Backup（离线备份）。Warm Backup备份同样是在数据库运行中进行的，但是会对当前数据库操作有影响，如加一个全局读锁以保证备份数据的一致性。

按照备份后文件的内容，备份又可以分为：

逻辑备份
裸文件备份

在mysql中逻辑备份是指备份出的文件内容是可读的，一般是文本文件。内容一般是由一条条sql语句或表内实际数据组成。这种备份的好处是可以观察导出文件的内容，一般适用于数据库的升级、迁移等工作。缺点是要花费的时间往往比较长。

裸文件备份是指复制数据库的物理文件，既可以是在数据库运行中的复制，也可以是在数据库停止运行时直接的数据文件复制。这类备份的恢复时间往往比较逻辑备份短很多。

按照备份数据库的内容，备份又可以分为：

完全备份
增量备份
日志备份

完全备份是指对数据库进行一个完整的备份。增量备份是在上次备份的基础上，对更改的数据进行备份。日志备份主要针对mysql二进制日志的备份，通过一个完全备份进行二进制日志的重做（replay）来完成数据库的point-in-time的恢复工作。

对于innodb的备份，务必加上–signle-transaction的选项。

冷备

冷备的优点：

备份简单，只要复制相关文件就可以了
备份文件易于在不同操作系统，不同mysql版本上恢复
恢复相当简单，只需把恢复文件复制到指定位置即可
恢复速度快，不需要执行任何sql语句，也不需要重建索引

冷备的缺点有：

innodb冷备的文件通常比逻辑文件大很多，因为表空间中存放着很多其他数据，如undo段，插入缓冲等信息
冷备并不总是可以轻易地跨平台。操作系统、mysql版本、文件大小写敏感和浮点数格式都会成为问题。

逻辑备份

mysqldump
mysqldump语法如下：
shell>mysqldump [argument] > file_name
如果想要备份所有数据库，可以使用–all-database选项：
shell>mysqldump --all-database > dump.sql
如果要备份指定数据库，可以使用–database选项：
shell>mysqldump --database db1 db2 db3 > dump.sql
如果要备份一个架构，可以使用如下语句：
mysqldump --single-transaction test > test_backup.sql
以下列举一些mysqldump比较重要的参数：
- –single-transaction：备份开始时，先执行START TRANSACTION命令，以此获得备份一致性。当前该参数只对innodb有效。启用该备份时，确保没有其他任何DDL语句执行，一致性读不能隔离DDL操作。
- –lock-tables（-l）：备份中，依次锁住每个架构下的所有表。对于innodb不需要该参数，使用–single-transaction即可。
- –lock-all-tables（-x）：备份过程中，对所有架构中的所有表上锁。
- –add-drop-database：在CREATE DATABASE前先运行DROP DATABASE。这个参数要和–all-database或者–database一起使用。
- –master-data [=value]：通过该参数产生的备份转存文件主要用来建立一个replication。value=1时，转存文件中记录CHANGE MASTER语句。value=2时，CHANGE MASTER语句被写出sql注释。默认value为空。
- –master-data会自动忽略–lock-tables选项。没用–single-transaction选项，则会自动使用–lock-all-tables
- –events（-E）：备份事件调度器。
- –routines（-R）：备份存储过程和函数。
- –triggers：备份触发器
- –hex-blob：将BINARY、VARBINARY、BLOG和BIT列类型备份为十六进制的格式。
- –tab=path（-T path）：产生TAB分割的数据文件。
- –where=’where_condition’ （-w ‘where_condition’）：导出给定条件的数据。
SELECT…INTO OUTFILE
SELECT…INTO语句也是一种逻辑备份方法，更准确地说是导出一张表中的数据。
逻辑备份的恢复
通过mysqldump可以恢复数据库，但是有一个问题，mysqldump不能导出视图。所以用户需要在mysqldump备份完成之后导出视图的定义或备份视图定义的frm文件，并在恢复时进行导入。
LOAD DATA INFILE
通过mysqldump-tab或通过SELECT…INTO OUTFILE导出的数据需要恢复可以通过LOAD DATA INFILE来进行导入。
myslimport
myslimport是mysql提供的一个命令程序，本质上是LOAD DATA INFILE的命令接口，大多数选项和LOAD DATA INFILE语法相同。
和LOAD DATA INFILE不同的是，myslimport可以用来导入多张表。并通过–user-thread参数并发地导入不同的文件。

二进制日志备份与恢复

备份二进制日志文件前，可以通过FLUSH LOGS命令来生成一个新的二进制日志文件，再备份之前的二进制日志。恢复的话，通过mysqlbinlog即可。

热备

ibbackup
对于innodb备份工作原理如下：
1）记录备份开始时，innodb重做日志文件检查点的LSN
2）复制共享表空间文件以及独立表空间文件
3）记录复制完表空间文件后，innodb重做日志文件检查点的LSN
4）复制在备份时产生的重做日志
ibbackup优点如下：
- 在线备份，不阻塞任何的sql语句
- 备份性能好，备份的实质是复制数据库文件和重做日志文件
- 支持压缩备份，通过选项，可以支持不同级别的压缩
- 跨平台支持，ibbackup可以运行在Linux、Windows以及主流的UNIX系统平台上。
ibbackup对innodb恢复步骤为：
- 恢复表空间文件
- 应用重做日志文件
XtraBackup
XtraBackup是免费开源的热备工具，实现了所有ibbackup的功能，并且扩展支持了真正的增量备份功能。
XtraBackup实现增量备份
XtraBackup工作原理如下：
1）首选完成一个全备，并记录下此时检查点的LSN
2）再进行增量备份时，比较表空间中每个页的LSN是否大于上次备份时的LSN，如果是就备份该页，同时记录当前检查点的LSN。

快照备份

mysql本身不支持快照功能，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。备份的前提是将所有数据库文件放在同一文件分区中，然后对该分区进行快照操作。

复制

复制的工作原理
复制（replication）是mysql提供的一种高可用高性能的解决方案，一般用来建立大型的应用。replication工作原理分以下3个步骤：
1）主服务器（master）把数据更改记录到二进制日志（binlog）中
2）从服务器（slave）把主服务器的二进制日志复制到自己的中继日志（relay log）中
3）从服务器重做中继日志中的日志，把更改应用到自己的数据库上，以达到数据的最终一致性。
复制的工作原理并不复杂，本质就是一个完全备份加上二进制日志备份的还原。不同的是这个二进制日志的还原操作基本上实时在进行中。注意复制是异步实时的。
快照+复制的备份架构
复制可以用来作为备份，但功能不仅限于备份，主要功能如下：
- 数据分布。由于mysql提供的复制并不需要很大的带宽要求，因此可以在不同的数据中心之间实现数据的复制
- 读取的负载平衡。通过建立多个从服务器，可以读取平均地分布到这些从服务器中，并减少主服务器压力。
- 数据库备份。复制对备份很有帮助，但是从服务器不是备份，不能完全代替备份
- 高可用性和故障转移。通过复制建立的从服务器有助于故障转移，减少故障的停机时间和恢复时间
快照+复制的备份架构如图所示：