第87讲：XtraBackup备份工具的核心技术要点及全库备份、恢复案例

1.XtraBackup备份工具的简介

XtraBackup是Percona公司开源的一款MySQL InnoDB（包括XtraDB，MyISAM）数据库备份工具，基于InnoDB的崩溃恢复功能，由于支持不锁表的在线物理热备而被广泛应用于生产环境。

XBK备份恢复原理：

XtraBackup备份执行的瞬间，会立即触发checkpoint机制，将已提交事务的脏页数据从内存刷新到磁盘中，并记录此时日志序列号（LSN号），此时触发备份，然后复制磁盘中的数据页以及数据文件到备份路径，在备份过程中可能会有新的数据变化、新的事物提交，XBK还会将备份过程中产生的Redo log和Undo log一并备份，并且提取Redo Log中最后的LSN号，也就是checkpoint机制刷新到磁盘时记录的LSN之后，产生的Redo log和Undo log。

XtraBackup备份时会对非InnoDB引擎的表进行锁表，实现温备，对InnoDB引擎的表不进行锁表，直接复制InnoDB数据页及数据文件到备份路径中。

XBK的恢复过程就是模拟InnoDB的自动故障恢复（CSR）的过程，将Redo Log与Undo log进行应用，对比Redo log中最后的LSN号和备份前记录时的LSN号，既要保证备份数据的恢复，又要保证备份时产生的新数据的恢复，备份时产生的新数据就是从备份时的LSN号到Redo中的LSN之间的数据，这些数据如果是提交的那么就用备份的Redo文件恢复，如果是未提交的数据则使用备份的Undo文件进行恢复，恢复就是将备份的数据文件cp还原到原数据目录下。

XBK热备理念就是将备份触发之前的数据都备份，对于备份过程中的新数据也会备份下来，备份过程中的新数据就是Redo Log和Undo Log了，XBK在备份触发的时候会通过CKPT机制刷新脏页数据到磁盘，此时会记录LSN号，而Redo Log中也有对应的LSN号，当我们要恢复数据时，假如说备份时的LSN号是101，备份完后Redo Log中的LSN号是110，那么102-110之间的LSN号对应的事务就是备份过程中产生的新数据，对于新数据已经提交的数据用备份的Redo文件恢复，未提交的数据用Undo文件进行回滚恢复，保证数据的一致性。

XBK备份需要依赖MySQL的主配置文件/etc/my.cnf，如果配置文件不在这个路径需要单独指定。

2.XBK备份工具的安装

1.安装依赖的软件
[root@mysql ~]# yum -y install perl perl-devel libaio libaio-devel perl-Time-HiRes perl-DBD-MySQL

2.安装xbk
[root@mysql ~]# wget https://www.percona.com/downloads/XtraBackup/Percona-XtraBackup-2.4.12/binary/redhat/7/x86_64/percona-xtrabackup-24-2.4.12-1.el7.x86_64.rpm
[root@mysql ~]# yum -y install percona-xtrabackup-24-2.4.12-1.el7.x86_64.rpm	

3.XBK备份工具的使用语法

XBK备份语法格式：innobackupex [--defaults-file=#] [OPTIONS] 备份路径

参数：

• --defaults-file：指定MySQL配置文件的路径。
• --apply-log：整理备份，将redo log进行重做，将已提交的事务写到备份的数据文件，对未提交的事务使用undo回滚掉，模拟了CSR的过程，这个参数就是将备份过程中产生的新数据一并写入到备份文件中，保证数据的一致性。
• --redo-only：这个参数需要配合--apply-log这个参数一起使用，表示在整理备份数据时只执行redo前滚操作，不执行undo回滚操作。
• --copy-back：恢复数据。
• -S：指定MySQL socket文件。
• --stream=tar：开启流备份，备份成tar包。
• --user-memory=256M：为xbk分配256M的内存进行备份。
• --parallel=8：并发处理数，一般都是CPU核数的一半。

4.XBK备份前的准备

XBK备份前我们需要进行一些配置，否则备份会失败。

首先要确保MySQL主配置文件在/etc/my.cnf里，如果不在这个路径，备份时需要指定配置文件的路径，如以下所示：通过--defaults-file参数指定配置文件的路径。

[root@mysql ~]# innobackupex --defaults-file=/etc/my.cnf --user=root --password=123456  /data/dbbackup/

另外还需要在MySQL的主配置文件中指定客户端使用的MySQL socket文件，否则XBK备份时会报错，提示找不到socket文件。

[root@mysql ~]# vim /etc/my.cnf
[client]
socket=/tmp/mysql.sock

如果不想在主配置文件中指定client的socket文件，那么可以在备份命令中通过-S参数指定socket文件的路径。

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456 -S /tmp/mysql.sock /data/dbbackup/

5.使用XBK对全库进行备份

5.1.XBK备份全库数据的语法格式

innobackupex --user=数据库账号 --password=数据库密码 --defaults-file=配置文件路径 -S socket文件路径 备份路径

5.2.使用XBK进行全库备份

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456 /data/dbbackup/

当看到 completed OK! 一行就表示备份成功了。

5.3.查看XBK备份的数据文件

XBK备份结束后，会在指定的备份路径生成一个当前时间命名的目录，在这个目录中存放了备份数据库的数据文件。

XBK备份出来的就是数据库的数据文件，可以和数据库数据路径的文件进行对比，几乎就是完完全全的cp过来的，除了数据库的备份外，还产生了四个XBK生成的文件。

5.4.备份过程中生产的XBK文件

使用XBK备份完成后，会生产四个关于XBK的文件，用于记录一些配置信息。

-rw-r----- 1 root root       63 7月   3 10:58 xtrabackup_binlog_info
-rw-r----- 1 root root      113 7月   3 10:58 xtrabackup_checkpoints
-rw-r----- 1 root root      542 7月   3 10:58 xtrabackup_info
-rw-r----- 1 root root     2560 7月   3 10:58 xtrabackup_logfile
	

1）xtrabackup_binlog_info

该文件会记录备份时刻Binlog的状态信息，包括备份时最近的GTID号以及事件的Position标识位号，可以用来截取Binlog日志。

[root@mysql 2022-07-03_10-58-17]# cat xtrabackup_binlog_info 
mysql-bin.000013	344	e0a2c0cc-f835-11ec-8a3c-005056b791aa:1-79

334就是事件的Position号。

2）xtrabackup_checkpoints

记录XBK备份触发时的checkpoints机制信息。

[root@mysql 2022-07-03_10-58-17]# cat xtrabackup_checkpoints 
backup_type = full-backuped
from_lsn = 0					#上次所到达的LSN号(对于全备就是从0开始,对于增量有别的显示方法)
to_lsn = 6136767				#备份开始时间(ckpt)点数据页的LSN号
last_lsn = 6136776				#备份结束后，redo日志最终的LSN
compact = 0
recover_binlog_info = 0

这个文件非常重要。
（1）备份时刻，立即将已经commit过的，内存中的数据页刷新到磁盘(CKPT).开始备份数据，数据文件的LSN会停留在to_lsn位置。
（2）备份时刻有可能会有其他的数据写入，已备走的数据文件就不会再发生变化了。
（3）在备份过程中，备份软件会一直监控着redo的undo，如果一旦有变化会将日志也一并备走，并记录LSN到last_lsn。
从to_lsn ----> last_lsn 就是备份过程中产生的数据变化.

3）xtrabackup_info

XBK备份时的一些参数信息。

4）xtrabackup_logfile

日志文件。

6.模拟故障案例并使用XBK恢复备份的数据

6.1.模拟故障导致数据库损坏

将db_1、db_2、db_3的数据文件删除，然后从XBK备份中恢复数据。

[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_1/
[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_2/
[root@mysql ~]# rm -rf /data/mysql/db_3/

6.2.从XBK备份中恢复数据

1）对redo log进行重做

将redo log进行重做，将已提交的事务写到备份的数据文件，对未提交的事务使用undo回滚掉，模拟了CSR的过程，这一步就是将备份过程中产生的新数据一并写入到备份文件中，保证数据的一致性。

[root@mysql ~]# innobackupex --apply-log /data/dbbackup/2022-07-03_10-58-17/

2）恢复数据

恢复数据非常简单，只需要通过cp命令将数据文件拷贝到数据库目录即可。

[root@mysql ~]# \cp -ra /data/dbbackup/2022-07-03_10-58-17/* /data/mysql/
[root@mysql ~]# chown -R mysql. /data/mysql/
[root@mysql ~]# systemctl restart mysqld

7.自主定义XBK备份文件的名称

在前面看到XBK备份出来的目录是以时间戳定义的，精确到了时分秒，其实也不太友好。

我们可以通过--no-timestamp参数跳过XBK默认的备份文件名，我们自定义XBK的备份文件名称。

[root@mysql ~]# innobackupex --user=root --password=123456  --no-timestamp /data/dbbackup/all_bak_`date +%F`