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MySQL备份工具:Percona Xtrabackup

Percona Xtrabackup 是一个开源的MySQL热备份工具,采用GPL开源协议,支持InnoDB、XtraDB引擎在线热备份、Non-blockingd备份,流式备份,压缩备份,增量备份等特性,是商业备份工具InnoDB HotBackup的一个很好的替代品。目前Percona Xtrabackup支持InnoDB、XtraDB和MyISAM,原生MySQL以及Percona Server上的XtraDB,可运行在Linux和FreeBSD上,Windows平台目前处于测试阶段。

Percona Xtrabackup包含3个工具:xtrabackup、innobackupex、tar4ibd

  • xtrabackup程序是一个C程序,主要是用来拷贝和维护InnoDB和XtraDB数据文件
  • innobackupex是一个Perl脚本,它提供更丰富的增强功能,用来与运行中的MySQL进行交互、备份MyISAM表等。
  • tar4ibd是tar的一个分支,能有效处理InnoDB/XtraDB数据文件


主要特性

  1. 不中断数据库进行InnoDB库库备份
  2. 支持增加备份
  3. 流式压缩传输备份到其他在线服务器
  4. 生成新的从库更加容易
  5. MySQL备份不会增加服务器的load
  6. 备份恢复基于文件操作,降低直接对数据库操作风险
工作原理:
  1. 首先完成一个完全备份,并记录下此时检查点的LSN(Log Sequence Number)。
  2. 在进程增量备份时,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,则备份该页,同时记录当前检查点的LSN。

首先,在logfile中找到并记录最后一个checkpoint(“last checkpoint LSN”),然后开始从LSN的位置开始拷贝InnoDB的logfile到xtrabackup_logfile;接着,开始拷贝全部的数据文件.ibd;在拷贝全部数据文件结束之后,才停止拷贝logfile。

因为logfile里面记录全部的数据修改情况,所以,即时在备份过程中数据文件被修改过了,恢复时仍然能够通过解析xtrabackup_logfile保持数据的一致。

XtraBackup基于InnoDB的crash-recovery功能。它会复制innodb的data file,由于不锁表,复制出来的数据是不一致的,在恢复的时候使用crash-recovery,使得数据恢复一致。

InnoDB维护了一个redo log,又称为transaction log,事务日志,它包含了innodb数据的所有改动情况。当InnoDB启动的时候,它会先去检查data file和transaction log,并且会做二步操作:

XtraBackup在备份的时候, 一页一页地复制innodb的数据,而且不锁定表,与此同时,XtraBackup还有另外一个线程监视着transactions log,一旦log发生变化,就把变化过的log pages复制走。为什么要急着复制走呢? 因为transactions log文件大小有限,写满之后,就会从头再开始写,所以新数据可能会覆盖到旧的数据。

在prepare过程中,XtraBackup使用复制到的transactions log对备份出来的innodb data file进行crash recovery。

 实现细节

XtraBackup以read-write模式打开innodb的数据文件,然后对其进行复制。其实它不会修改此文件。也就是说,运行 XtraBackup的用户,必须对innodb的数据文件具有读写权限。之所以采用read-write模式是因为XtraBackup采用了其内置的 innodb库来打开文件,而innodb库打开文件的时候就是rw的。

XtraBackup要从文件系统中复制大量的数据,所以它尽可能地使用posix_fadvise(),来告诉OS不要缓存读取到的数据,从 而提升性能。因为这些数据不会重用到了,OS却没有这么聪明。如果要缓存一下的话,几个G的数据,会对OS的虚拟内存造成很大的压力,其它进程,比如 mysqld很有可能被swap出去,这样系统就会受到很大影响了。

在备份innodb page的过程中,XtraBackup每次读写1MB的数据,1MB/16KB=64个page。这个不可配置。读1MB数据之 后,XtraBackup一页一页地遍历这1MB数据,使用innodb的buf_page_is_corrupted()函数检查此页的数据是否正常, 如果数据不正常,就重新读取这一页,最多重新读取10次,如果还是失败,备份就失败了,退出。在复制transactions log的时候,每次读写512KB的数据。同样不可以配置。

PS:

Percona Xtrabackup 只备份数据不备份表结构
增量备份只适合于基于InnoDB或XtraDB的表,这和基于InnoDB的Crash-Recovery功能有关,另外如果增量备份失败,请确认my.cnf中“default_table_type”值是否为InnoDB
Percona Xtrabackup 属于物理备份(MySQLDump属逻辑备份),恢复速率比MySQLDump要快,能缩短恢复时间
Percona Xtrabackup NoNBlock不会调用Flush操作,因此在任何情况下都不会影响在线业务


安装使用

Percona Xtrabackup提供RPM包以及源码安装,通过Percona提供的YUM源我们可以方便地通过YUM进行安装,我们简单介绍一下配置官方提供的YUM源进行安装:

保存以下内容到文件 /etc/yum.repos.d/Percona.repo

[percona]

name = CentOS $releasever – Percona

baseurl=http://repo.percona.com/centos/$releasever/os/$basearch/

enabled = 1

gpgkey = file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-percona

gpgcheck = 1

下载并保存Percona GPG key文件到 /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-percona

wget http://www.percona.com/downloads/RPM-GPG-KEY-percona

Percona Xtrabackup与InnoDB Hot Backup对比分析
Feature Percona XtraBackup MySQL Enterprise Backup
(InnoDB Hot Backup)
License GPL Proprietary
Price Free $5000 per server
Open source Yes
Non-blocking Yes Yes
InnoDB backups Yes Yes
MyISAM backups Yes Yes
Compressed backups Yes Yes
Partial backups Yes Yes
Throttling Yes Yes
Point-in-time recovery support Yes Yes
Incremental backups Yes Yes
Parallel backups Yes
Streaming backups Yes
OS buffer optimizations Yes
Export individual tables Yes
Restore tables to a different server Yes
Analyze data & index files Yes
Familiar command-line behavior Yes


参考资料:

  1. http://www.percona.com/doc/percona-xtrabackup/index.html
  2. http://www.orczhou.com/index.php/2009/10/innodb-hot-backup-introduce-1/
  3. http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/35410.htm
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