Percona XtraBackup原理详解

一 简介

Percona XtraBackup是一个开源的MySQL数据库热备工具，允许你在备份的时候不锁表。支持备份的存储引擎有InnoDB, XtraDB, MyISAM ；支持的MySQL版本 5.1 5.5, 5.6 , 5.7；无论是7X24的高负载数据库环境，还是低TPS的数据库环境，Percona XtraBackup都能完成备份而不影响生产环境

Percona XtraBackup是世界上唯一开源免费的MySQL热备工具，可以对InnoDB 和 XtraDB存储引擎的表进行非堵塞备份。

二 备份特点

1 快速可靠完成备份

2 备份期间不会打断正在进行的事务

3 由于有压缩备份选项可以节省磁盘空间和网络带宽

4 自动的备份校验

5 更快的恢复速度，更短的恢复时间

三  备份原理

Percona XtraBackup是基于Innodb的 crash-recovery功能。在备份的过程中，XtraBackup拷贝Innodb的数据文件，但是在拷贝数据文件的过程中，数据库一直在运行，会有增删改的操作，这样会造成拷贝的数据文件中的数据状态是不一致的。但随后会对文件进行crash recovery，是数据恢复一致。（原理是基于crash-recovery）

Innodb维护了一个redo log，又叫做transaction log（事务日志），包含了数据文件的所有变化，当Innodb启动的时候，会检查数据文件和redo log，然后做两件事：将已提交的事务应用到数据文件，对修改了数据但未提交的事务回滚。（应用已提交，回滚未提交）

当Percona XtraBackup开始备份的时候，会记住日志的日志序列号（LSN），然后开始拷贝数据文件。拷贝这些文件需要花费一定时间，当在拷贝过程中，数据文件可能会发生变化，所以你的备份就是不同时间点的数据状态，即数据不一致了。Percona XtraBackup是如何解决这个问题的呢？与此同时，Percona XtraBackup在后台会另外启动一个进程，监控事务日志文件然后从中拷贝变化。Percona XtraBackup要不断进行此操作，因为redo log 是循环写的，写完之后会被覆盖重写。Percona XtraBackup需要从启动备份后redo log的每次变化。（两个进程 一个进程拷贝数据文件，一个进程通过日志文件拷贝变化）

完成innodb引擎的数据文件备份后，会进行非Innodb引擎表的备份。Percona MySQL 5.6 有backup locks，Percona XtraBackup利用此功能替代FLUSH TABLES WITH READ LOCK，这样就可以避免堵塞Innodb表的DML操作。

总结备份过程：

1 首先拷贝Innodb表的数据文件（利用两个进程 一个拷贝文件一个拷贝变化）

2 如果支持 backup lock，利用LOCK TABLE FOR BACKUP拷贝非Innodb表的数据文件（percona MySQL 5.6+ 支持oracle的MySQL支持吗？）

3 使用 LOCK BINLOG FOR  BACKUP 禁止所有改变Exec_Master_Log_Pos 或 Exec_Gtid_Set的操作。完成redo log的备份和获取binlog的日志中的坐标输出到备份目录。然后释放锁

四 恢复原理

恢复备份可以利用 xtrabackup --copy-back  或 xtrabackup --move-back选项。

首先读取配置文件my.cnf中参数datadir, innodb_data_home_dir, innodb_data_file_path, innodb_log_group_home_dir并检查目录是否存在。然后恢复MyISAM表，索引等，随后恢复Innodb的表和索引。

需要注意的时候在恢复完成后需要修改目录的属组属主，例如：chown -R mysql.mysql  dir

--copy-back 复制备份文件到恢复目录

--move-back 将备份文件移动到恢复目录，主要这个会删除备份文件，在磁盘空间不足的时候可以使用

 

参考资料：

官方文档 https://www.percona.com/doc/percona-xtrabackup/2.4/how_xtrabackup_works.html

博客：https://www.cnblogs.com/zhoujinyi/p/5888271.html