MySQL备份之Percona XtraBackup介绍

一、Percona XtraBackup介绍部分

资料来源：http://www.percona.com/software/percona-xtrabackup

Percona XtraBackup is an open source, free MySQL hot backup software that performs non-blocking backups for InnoDB and XtraDB databases. With Percona XtraBackup, you can achieve the following benefits:
Backups that complete quickly and reliably
Uninterrupted transaction processing during backups
Savings on disk space and network bandwidth
Automatic backup verification
Higher uptime due to faster restore time

如上部分是Xtrabackup官网一个介绍，翻译过来就是：

    Percona XtraBackup是一个开源、免费的MySQL热备份软件,能够为InnoDB和XtraDB数据库执行非阻塞备份。使用Percona XtraBackup,可以获得以下好处: 

    1.快速、可靠的完成备份

    2.备份期间不间断事务处理

    3.节省磁盘空间和网络带宽

    4.自动对备份文件进行验证

    5.快速恢复，保障在线运行时间持久性

另外，我在introduction文档里还看到有一下几条说明： 

-Create hot InnoDB backups without pausing your database
-Make incremental backups of MySQL
-Stream compressed MySQL backups to another server
-Move tables between MySQL servers on-line
-Create new MySQL replication slaves easily
-Backup MySQL without adding load to the server

翻译过来就是：

    1.在不停库的情况下，对InnoDB数据库进行热备

    2.增量备份MySQL数据库

    3.通过流压缩备份MySQL数据到另外一台服务器

    4.在线MySQL服务器之间进行表空间迁移

参考链接：http://www.mysqlperformanceblog.com/2009/06/08/impossible-possible-moving-innodb-tables-between-servers/

    5.很easy的创建新的MySQL从服务器

    6.备份MySQL数据库时不会带来额外的系统压力

二、对于上述的解释

解释1：什么是流备份？

    流备份是指备份的数据通过标准输出STDOUT传输给tar程序进行归档，而不是单纯的将数据文件保存到指定的备份目录中，参数--stream=tar表示开启流备份功能并打包。同时也可以利用流备份到远程服务器上。

解释2：为什么说Xtrabackup是针对InnoDB引擎的备份工具？

    对于MyISAM表只能是温备，而且也不支持增量备份

    而XtraBackup更多高级特性通常只能在innodb存储引擎上实现，而且高级特性还都依赖于mysql数据库对innodb引擎实现了单独表空间，否则没办法实现单表或单库导出，因此可以说Xtrabackup是为InnoDB而生也不为过！

三、官方原理：

    在InnoDB内部会维护一个redo日志文件，我们也可以叫做事务日志文件。事务日志会存储每一个InnoDB表数据的记录修改。当InnoDB启动时，InnoDB会检查数据文件和事务日志，并执行两个步骤：它应用（前滚）已经提交的事务日志到数据文件，并将修改过但没有提交的数据进行回滚操作。
    Xtrabackup在启动时会记住log sequence number（LSN），并且复制所有的数据文件。复制过程需要一些时间，所以这期间如果数据文件有改动，那么将会使数据库处于一个不同的时间点。这时，xtrabackup会运行一个后台进程，用于监视事务日志，并从事务日志复制最新的修改。Xtrabackup必须持续的做这个操作，是因为事务日志是会轮转重复的写入，并且事务日志可以被重用。所以xtrabackup自启动开始，就不停的将事务日志中每个数据文件的修改都记录下来。
    上面就是xtrabackup的备份过程。接下来是准备（prepare）过程。在这个过程中，xtrabackup使用之前复制的事务日志，对各个数据文件执行灾难恢复（就像mysql刚启动时要做的一样）。当这个过程结束后，数据库就可以做恢复还原了。
    以上的过程在xtrabackup的编译二进制程序中实现。程序innobackupex可以允许我们备份MyISAM表和frm文件从而增加了便捷和功能。Innobackupex会启动xtrabackup，直到xtrabackup复制数据文件后，然后执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK来阻止新的写入进来并把MyISAM表数据刷到硬盘上，之后复制MyISAM数据文件，最后释放锁。
    备份MyISAM和InnoDB表最终会处于一致，在准备（prepare）过程结束后，InnoDB表数据已经前滚到整个备份结束的点，而不是回滚到xtrabackup刚开始时的点。这个时间点与执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK的时间点相同，所以myisam表数据与InnoDB表数据是同步的。类似oracle的，InnoDB的prepare过程可以称为recover（恢复），myisam的数据复制过程可以称为restore（还原）。
    Xtrabackup和innobackupex这两个工具都提供了许多前文没有提到的功能特点。手册上有对各个功能都有详细的介绍。简单介绍下，这些工具提供了如流（streaming）备份，增量（incremental）备份等，通过复制数据文件，复制日志文件和提交日志到数据文件（前滚）实现了各种复合备份方式部署Xtrabackup。

四、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。

五、Xtrabackup有两个主要的工具：xtrabackup、innobackupex
1、xtrabackup只能备份InnoDB和XtraDB两种数据表，而不能备份MyISAM数据表
2、innobackupex是参考了InnoDB Hotbackup的innoback脚本修改而来的.innobackupex是一个perl脚本封装，封装了xtrabackup。主要是为了方便的 同时备份InnoDB和MyISAM引擎的表，但在处理myisam时需要加一个读锁。并且加入了一些使用的选项。如slave-info可以记录备份恢 复后，作为slave需要的一些信息，根据这些信息，可以很方便的利用备份来重做slave。

六、部署安装⊙.⊙开始咯

环境说明：

系统：centos 6.4

步骤一：安装基本环境

yum install cmake gcc gcc-c++ libaio libaio-devel automake autoconf bzr \
  bison libtool ncurses-devel zlib-devel libgcrypt-devel patch perl-Time-HiRes \
   perl-DBD-MySQL

步骤二：获取源码包并安装

cd /mnt/tools
wget http://www.percona.com/redir/downloads/XtraBackup/LATEST/source/percona-xtrabackup-2.1.9.tar.gz

tar zxf percona-xtrabackup-2.1.9.tar.gz
cd percona-xtrabackup-2.1.9/
utils/build.sh innodb55  #如果是MySQL 5.1版本，那么执行utils/build.sh innodb51
#懒人做法就是执行: AUTO_DOWNLOAD="yes" ./utils/build.sh xtradb
#然后拷贝可执行文件到当前PATH环境中.
#如果是懒人做法：/bin/cp innobackupex src/xtrabackup src/xbstream src/xbcrypt /application/mysql/bin/
/bin/cp innobackupex src/xtrabackup_innodb55 /application/mysql/bin/
ln -s /application/mysql/bin/xtrabackup_innodb55 /application/mysql/bin/xtrabackup_55
ln -s /application/mysql/bin/xtrabackup_innodb55 /application/mysql/bin/xtrabackup

至此。xtrabackup 实际上已经安装完成了。接下来就是使用了。    

想看怎么使用的童鞋，参照下篇后续文档。