深入解析 MySQL binlog

一、介绍

MySQL的二进制日志可以说是MySQL最重要的日志了，它记录了所有的DDL和DML(除了数据查询语句)语句，以事件形式记录，还包含语句所执行的消耗的时间，MySQL的二进制日志是事务安全型的。

binlog是Mysql sever层维护的一种二进制日志，与innodb引擎中的redo/undo log是完全不同的日志；其主要是用来记录对mysql数据更新或潜在发生更新的SQL语句，并以"事务"的形式保存在磁盘中；

作用：

1. 复制：MySQL Replication在Master端开启binlog，Master把它的二进制日志传递给slaves并回放来达到master-slave数据一致的目的
2. 数据恢复：通过mysqlbinlog工具恢复数据
3. 增量备份

redo log和binlog区别

1. redo log是属于innoDB层面，binlog属于MySQL Server层面的，这样在数据库用别的存储引擎时可以达到一致性的要求。
2. redo log是物理日志，记录该数据页更新的内容；binlog是逻辑日志，记录的是这个更新语句的原始逻辑
3. redo log是循环写，日志空间大小固定；binlog是追加写，是指一份写到一定大小的时候会更换下一个文件，不会覆盖。
4. redo log作为异常宕机或者介质故障后的数据恢复使用，binlog可以作为恢复数据使用，主从复制搭建。

binlog格式

Mysql binlog日志有ROW,Statement,MiXED三种格式：

• statement模式下，每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中。不需要记录每一行的变化，减少了binlog日志量，节约了IO，提高性能。由于sql的执行是有上下文的，因此在保存的时候需要保存相关的信息，同时还有一些使用了函数之类的语句无法被记录复制。
• row级别下，不记录sql语句上下文相关信息，仅保存哪条记录被修改。记录单元为每一行的改动，基本是可以全部记下来但是由于很多操作，会导致大量行的改动(比如alter table)，因此这种模式的文件保存的信息太多，日志量太大。
• mixed，一种折中的方案，普通操作使用statement记录，当无法使用statement的时候使用row。

举例说明 redo log和binlog区别

有 statement,row, mixed3种,其中mixed是指前2种的混合.

以insert into xxtable values (x,y,z)为例,

影响: 1行,且为新增1行, 对于其他行没有影响.

这个情况,用row格式,直接复制磁盘上1行的新增变化.

以update xxtable set age=21 where name=’sss’;

这个情况,一般也只是影响1行. 用row也比较合适.

以过年发红包,全公司的人,都涨薪100元.

update xxtable set salary=salary+100;

这个语句带来的影响,是针对每一行的, 因此磁盘上很多row都发生了变化.

此处,适合就statment格式的日志.

2种日志,各有各的高效的地方,mysql提供了mixed类型.

可以根据语句的不同,而自动选择适合的日志格式.

二、binlog管理

1、开启binlog日志

vi编辑打开mysql配置文件
# vi /usr/local/mysql/etc/my.cnf
在[mysqld] 区块
设置/添加 log-bin=mysql-bin  确认是打开状态(值 mysql-bin 是日志的基本名或前缀名)；

重启mysqld服务使配置生效
# pkill mysqld
# /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --user=mysql &

2、reset master 清空binlog日志文件

三、binlog内容

默认情况下binlog日志是二进制格式，无法直接查看。可使用两种方式进行查看

1、 mysqlbinlog

mysqlbinlog: /usr/bin/mysqlbinlog mysql-bin.000007

• mysqlbinlog是mysql官方提供的一个binlog查看工具，
• 也可使用–read-from-remote-server从远程服务器读取二进制日志，
• 还可使用--start-position --stop-position、--start-time= --stop-time精确解析binlog日志

截取位置1190-1352 binlog如下：

        # at 1190   //事件的起点
        #171223 21:56:26 server id 123  end_log_pos 1190 CRC32 0xf75c94a7   Intvar
        SET INSERT_ID=2/*!*/;
        #171223 21:56:26 server id 123  end_log_pos 1352 CRC32 0xefa42fea   Query   thread_id=4 exec_time=0 error_code=0
        SET TIMESTAMP=1514123786/*!*/;              //开始事务的时间起点 (每个at即为一个event)
        insert into tb_person  set name="name__2", address="beijing", sex="man", other="nothing"  //sql语句
        /*!*/;
        # at 1352
        #171223 21:56:26 server id 123  end_log_pos 1383 CRC32 0x72c565d3   Xid = 5 //执行时间，及位置戳，Xid:事件指示提交的XA事务

2、直命令行解析

SHOW BINLOG EVENTS

• [IN 'log_name'] //要查询的binlog文件名
• [FROM pos]
• [LIMIT [offset,] row_count]

1190-135如下：mysql> show binlog events in 'mysql-bin.000007' from 1190 limit 2\G

    *************************** 13. row ***************************
           Log_name: mysql-bin.000007
                Pos: 1190
         Event_type: Query  //事件类型
          Server_id: 123
        End_log_pos: 1352   //结束pose点，下个事件的起点
               Info: use `test`; insert into tb_person  set name="name__2", address="beijing", sex="man", other="nothing"
        *************************** 14. row ***************************
           Log_name: mysql-bin.000007
                Pos: 1352
         Event_type: Xid
          Server_id: 123
        End_log_pos: 1383
               Info: COMMIT /* xid=51 */

可通过my.cnf配置文件及 ==set global binlog_format='ROW/STATEMENT/MIXED'== 进行修改

命令行 ==show variables like 'binlog_format'== 命令查看binglog格式

此外，新版的MySQL中对row级别也做了一些优化，当表结构发生变化的时候，会记录语句而不是逐行记录。

五、使用binlog实现主从复制

复制是mysql最重要的功能之一，mysql集群的高可用、负载均衡和读写分离都是基于复制来实现的；
从5.6开始复制有两种实现方式，基于binlog和基于GTID（全局事务标示符）；
本文接下来将介绍基于binlog的一主一从复制；其复制的基本过程如下：

1. Master将数据改变记录到二进制日志(binary log)中
2. Slave上面的IO进程连接上Master，并请求从指定日志文件的指定位置（或者从最开始的日志）之后的日志内容
3. Master接收到来自Slave的IO进程的请求后，负责复制的IO进程会根据请求信息读取日志指定位置之后的日志信息，返回给Slave的IO进程。返回信息中除了日志所包含的信息之外，还包括本次返回的信息已经到Master端的bin-log文件的名称以及bin-log的位置
4. Slave的IO进程接收到信息后，将接收到的日志内容依次添加到Slave端的relay-log文件的最末端，并将读取到的Master端的 bin-log的文件名和位置记录到master-info文件中，以便在下一次读取的时候能够清楚的告诉Master从某个bin-log的哪个位置开始往后的日志内容
5. Slave的Sql进程检测到relay-log中新增加了内容后，会马上解析relay-log的内容成为在Master端真实执行时候的那些可执行的内容，并在自身执行

接下来使用实例演示基于binlog的主从复制：

1、配置master

主要包括设置复制账号，并授予REPLICATION SLAVE权限，具体信息会存储在于master.info文件中，及开启binlog；

        mysql> CREATE USER 'test'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
        mysql> GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'test'@'%';
        mysql> show variables like "log_bin";
            +---------------+-------+
            | Variable_name | Value |
            +---------------+-------+
            | log_bin       | ON    |
            +---------------+-------+

查看master当前binlogmysql状态：mysql> show master status;

            +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
            | File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
            +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
            | mysql-bin.000003 |      120 |              |                  |                   |
            +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

建表插入数据：

            CREATE TABLE `tb_person` (
               `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
               `name` varchar(36) NOT NULL,                           
               `address` varchar(36) NOT NULL DEFAULT '',    
               `sex` varchar(12) NOT NULL DEFAULT 'Man' ,
               `other` varchar(256) NOT NULL ,
               PRIMARY KEY (`id`)
             ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=0 DEFAULT CHARSET=utf8;
             
             insert into tb_person  set name="name1", address="beijing", sex="man", other="nothing";
             insert into tb_person  set name="name2", address="beijing", sex="man", other="nothing";
             insert into tb_person  set name="name3", address="beijing", sex="man", other="nothing";
             insert into tb_person  set name="name4", address="beijing", sex="man", other="nothing";

2、配置slave

Slave的配置类似master，需额外设置relay_log参数，slave没有必要开启二进制日志，如果slave为其它slave的master，须设置bin_log

3、连接master

        mysql> CHANGE MASTER TO
           MASTER_HOST='10.108.111.14',
           MASTER_USER='test',
           MASTER_PASSWORD='123456',
           MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000003',
           MASTER_LOG_POS=120;

4、show slave status;

        mysql> show slave status\G
        *************************** 1. row ***************************
                       Slave_IO_State:   ---------------------------- slave io状态，表示还未启动
                          Master_Host: 10.108.111.14  
                          Master_User: test  
                          Master_Port: 20126  
                        Connect_Retry: 60   ------------------------- master宕机或连接丢失从服务器线程重新尝试连接主服务器之前睡眠时间
                      Master_Log_File: mysql-bin.000003  ------------ 当前读取master binlog文件
                  Read_Master_Log_Pos: 120  ------------------------- slave读取master binlog文件位置
                       Relay_Log_File: relay-bin.000001  ------------ 回放binlog
                        Relay_Log_Pos: 4   -------------------------- 回放relay log位置
                Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003  ------------ 回放log对应maser binlog文件
                     Slave_IO_Running: No
                    Slave_SQL_Running: No
                  Exec_Master_Log_Pos: 0  --------------------------- 相对于master从库的sql线程执行到的位置
                Seconds_Behind_Master: NULL
        Slave_IO_State, Slave_IO_Running, 和Slave_SQL_Running为NO说明slave还没有开始复制过程。

5、启动复制

start slave

6、再次观察slave状态

mysql> show slave status\G

        *************************** 1. row ***************************
                       Slave_IO_State: Waiting for master to send event -- 等待master新的event
                          Master_Host: 10.108.111.14
                          Master_User: test
                          Master_Port: 20126
                        Connect_Retry: 60
                      Master_Log_File: mysql-bin.000003
                  Read_Master_Log_Pos: 3469  ---------------------------- 3469  等于Exec_Master_Log_Pos，已完成回放
                       Relay_Log_File: relay-bin.000002                    ||
                        Relay_Log_Pos: 1423                                ||
                Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000003                    ||
                     Slave_IO_Running: Yes                                 ||
                    Slave_SQL_Running: Yes                                 ||
                  Exec_Master_Log_Pos: 3469  -----------------------------3469  等于slave读取master binlog位置，已完成回放
                Seconds_Behind_Master: 0

可看到slave的I/O和SQL线程都已经开始运行，而且Seconds_Behind_Master=0。Relay_Log_Pos增加，意味着一些事件被获取并执行了。

最后看下如何正确判断SLAVE的延迟情况，判定slave是否追上master的binlog：

1. 首先看 Relay_Master_Log_File 和 Maser_Log_File 是否有差异；
2. 如果Relay_Master_Log_File 和 Master_Log_File 是一样的话，再来看Exec_Master_Log_Pos 和 Read_Master_Log_Pos 的差异，对比SQL线程比IO线程慢了多少个binlog事件；
3. 如果Relay_Master_Log_File 和 Master_Log_File 不一样，那说明延迟可能较大，需要从MASTER上取得binlog status，判断当前的binlog和MASTER上的差距；
4. 如果以上都不能发现问题，可使用pt_heartbeat工具来监控主备复制的延迟。

7、查询slave数据，主从一致

mysql> select * from tb_person;

            +----+-------+---------+-----+---------+
            | id | name  | address | sex | other   |
            +----+-------+---------+-----+---------+
            |  5 | name4 | beijing | man | nothing |
            |  6 | name2 | beijing | man | nothing |
            |  7 | name1 | beijing | man | nothing |
            |  8 | name3 | beijing | man | nothing |
            +----+-------+---------+-----+---------+

五、使用binlog实现恢复数据

恢复是binlog的两大主要作用之一，接下来通过实例演示如何利用binlog恢复数据：

1、首先，看下当前binlog位置

mysql> show master status;

        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
        | File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
        | mysql-bin.000008 |     1847 |              |                  |                   |
        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

2、向表tb_person中插入两条记录：

        insert into tb_person  set name="person_1", address="beijing", sex="man", other="test-1";
        insert into tb_person  set name="person_2", address="beijing", sex="man", other="test-2";

3、记录当前binlog位置：

mysql> show master status;

        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
        | File             | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
        | mysql-bin.000008 |     2585 |              |                  |                   |
        +------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+

4、查询数据

    mysql> select *  from tb_person where name ="person_2" or name="person_1";

        +----+----------+---------+-----+--------+
        | id | name     | address | sex | other  |
        +----+----------+---------+-----+--------+
        |  6 | person_1 | beijing | man | test-1 |
        |  7 | person_2 | beijing | man | test-2 |
        +----+----------+---------+-----+--------+

5、删除一条: delete from tb_person where name ="person_2";

mysql> select * from tb_person where name ="person_2" or name="person_1";

        +----+----------+---------+-----+--------+
        | id | name     | address | sex | other  |
        +----+----------+---------+-----+--------+
        |  6 | person_1 | beijing | man | test-1 |
        +----+----------+---------+-----+--------+

6、 binlog恢复（指定pos点恢复/部分恢复）

mysqlbinlog --start-position=1847 --stop-position=2585 mysql-bin.000008 > test.sql

mysql> source /var/lib/mysql/3306/test.sql

7、数据恢复完成

mysql> select * from tb_person where name ="person_2" or name="person_1";

        +----+----------+---------+-----+--------+
        | id | name     | address | sex | other  |
        +----+----------+---------+-----+--------+
        |  6 | person_1 | beijing | man | test-1 |
        |  7 | person_2 | beijing | man | test-2 |
        +----+----------+---------+-----+--------+

8、总结

恢复，就是让mysql将保存在binlog日志中指定段落区间的sql语句逐个重新执行一次而已