MySQL备份工具是种类繁多,大体可以分为物理备份逻辑备份。物理备份直接包含了数据库的数据文件,适用于大数据量,需要快速恢复的数据库。逻辑备份包含的是一系列文本文件,其中是代表数据库中数据结构和内容的SQL语句适用于较小数据量或是跨版本的数据库备份恢复。


本篇图解的是其中一种备份工具—XtraBackup的全量备份的工作机制。XtraBackup是一种物理备份工具,支持热备,在备份时复制所有MySQL的数据文件以及一些事务日志信息,在还原时将复制的数据文件放回至MySQL数据目录,并应用日志保证数据一致。下面我们来解读其中的过程:

全量备份流程

全量备份流程:


    图1

    1. 复制已有的redo log,然后监听redo log变化并持续复制


    图2

    2. 复制事务引擎数据文件 

备份图1

备份图2

FAQ:


为什么要先复制redo log,而不是直接开始复制数据文件?


因为XtraBackup是基于InnoDB的crash recovery机制进行工作的。如上图2中的页2,由于是热备操作,在备份过程中可能有持续的数据写入,直接复制出来的数据文件可能有缺失或被修改的页,而redo log记录了InnoDB引擎的所有事务日志,可以在还原时应用redo log来补全数据文件中缺失或修改的页。所以为了确保redo log一定包含备份过程中涉及的数据页,需要首先开始复制redo log。

全量备份流程:


   图3

   3.等到数据文件复制完成

   4.加锁:全局读锁


   图4

   5. 备份非事务引擎数据文件及其他文件

   6. 获取binlog点位信息等元数据

备份图3

备份图4

TIPS:

非事务引擎数据文件较多时,全局读锁的时间会较长。


FAQ:


加全局读锁的作用? 


因为要保证”非事务资源 自身的一致性“ 和 ”非事务资源与 事务资源的一致性“。在加锁期间,没有新数据写入,XtraBackup会复制此时的binlog位置信息,frm表结构,MyISAM等非事务表。

全量备份流程:


   图5

   7. 停止复制redo log

   8. 解锁:全局读锁

   9. 复制buffer pool dump

   10. 备份完成

备份图5

FAQ:


为什么要先停止复制redo log,再解锁全局读锁?


也是因为要保证“非事务资源与事务资源的一致性”,保证通过redo log回放后的InnoDB数据与非InnoDB数据都是处于读锁期间取得的位点。

全量备份流程总结:


  1. 复制已有的redo log,然后监听redo log变化并持续复制

  2. 复制事务引擎数据文件

  3. 等到数据文件复制完成

  4. 加锁:全局读锁

  5. 备份非事务引擎数据文件及其他文件

  6. 获取binlog点位信息等元数据

  7. 停止复制redo log

  8. 解锁:全局读锁

  9. 复制buffer pool dump

  10. 备份完成


XtraBackup基于InnoDB的crash recovery机制,在备份还原时利用redo log得到完整的数据文件,并通过全局读锁,保证InnoDB数据与非InnoDB数据的一致性,最终完成备份还原的功能。

全备还原流程

全备还原流程:


    图1 (xtrabackup–prepare) 

    1. 模拟MySQL进行recover,将redo log回放到数据文件中

    2. 等到recover完成  

    3. 重建redo log,为启动数据库做准备 

 

    图2 (xtrabackup–copy-back/move-back )

    4. 将数据文件复制回MySQL数据目录

    5. 还原完成

还原图1

还原图2

FAQ:


在recover完成后,InnoDB数据与非InnoDB数据是达成一致的吗?


InnoDB数据会被恢复至备份结束时(全局读锁时)的状态,而非InnoDB数据本身即是在全局读锁时被复制出来,它们的数据一致。