基于Xtrabackup及可传输表空间实现多源数据恢复

于由余振兴发布

MySQL多库汇聚的初始化数据可行性方案

@(MySQL)[xtrabackup, Transportable Tablespaces, mysqldump, multi-source replication]

一、使用背景

MySQL在5.7以后引入了多源复制(Multi-Source)功能，可用于将多个单独的数据库汇聚到一个数据库实例下，方便用户进行数据分析、汇总或推送至其他数据库平台。早期针对汇聚场景初始化各源端数据到汇聚库，为了提升效率通常会使用使用开源并行逻辑导入导出工具myloader/mydumper进行数据导入/导出，当源端多实例多库数据量较大(100G以上)情况下，使用mydumper/myloader花费的时间则可能无法满足时间要求，需要考虑是否有更高效的方式进行数据初始化同步操作，以及当复制通道异常时更便捷快速修复。

ps：多源复制使用物理备份(xtrabackup)做数据初始化时，常规方式只有第一个通道可做覆盖还原，后续通道需逻辑还原或用其他方式还原，如该方案所描述的方式。

MySQL在5.6以后支持了可传输表空间功能,以及Xtrabackup针对该功能在备份时提供了一个对应参数export,该参数支持对InnoDB存储引擎表的备份数据export转换，且与常规备份操作一样可生成备份时间点的binlog信息(GTID信息),结合这两特性可以更高效和快速的方式实现多库数据汇聚的初始导入操作。

  • 场景架构图

1.可传输表空间基本流程

先简单梳理一下可传输表空间基本流程
1. 在源端将InnoDB表进行ibd数据文件导出处理(export tablespace)
2. 在目标端创建与源端相同表结构的表
3. 将目标端的表数据文件舍弃(discard tablespace)
4. 用源端的相对应ibd文件覆盖到目标端
5. 在目标端执行表空间文件的导入/置换(import tablespace)

单纯使用可传输表空间功能无法记录对应表的事务点，也就是如果需要进行汇聚复制同步，无法知道从binlog哪个文件的哪个position点进行数据同步，这也就是需要引入xtrabackup及export功能的原因。备份元数据信息本身会记录复制同步点信息。

###2.使用前提条件/限制
1. MySQL须为5.6以上版本
2. 表存储引擎须为InnoDB存储引擎(支持可传输表空间)
3. 导入完成后建议执行ANALYZE TABLE更新统计信息

二、技术要点

  • sysbench 源端造测试数据并模拟压力
  • mysqldump 备份源端表结构
  • concat() 拼接批量可传输表空间SQL
  • xtrabackup 备份源端单库(部分库)数据
  • Transportable Tablespace InnoDB可传输表空间功能
  • Multi-source Replication 多源复制
  • mysql-error.log 错误信息日志校验
  • ANALYZE TABLE更新统计信息

三、实施步骤

1.实验环境

角色 IP 数据库 MySQL Version
源端 10.186.60.16 sbtest 5.7.24 Community
目标端 10.186.60.18 sbtest 5.7.24 Community

2.源端操作

1) 造测试数据并模拟小压力

使用sysbench创建4张各100W记录的测试表，并使用2个并发持续模拟业务压力 

## 造数据
shell> /opt/sysbench-0.9/sysbench/sysbench --test=/opt/sysbench-0.9/sysbench/tests/db/oltp.lua --oltp-table-size=1000000 --oltp-tables-count=4 --mysql-user=sysbench --mysql-password=sysbench --mysql-host=10.186.60.16 --mysql-port=3333 prepare

## 模拟小压力
shell> /opt/sysbench-0.9/sysbench/sysbench --test=/opt/sysbench-0.9/sysbench/tests/db/oltp.lua --oltp-table-size=1000000 --oltp-tables-count=4 --mysql-user=sysbench --mysql-password=sysbench --mysql-host=10.186.60.16 --mysql-port=3333 --num-threads=2 --max-requests=0 --max-time=0 --report-interval=1 run

2) 备份单库数据

使用xtrabackup备份工具对源端sbtest库进行单库备份，保存至/data/mysql/backup/目录下 

shell> innobackupex --databases=sbtest /data/mysql/backup/

3) 备份表结构

为可传输表空间做准备，将源端表结构备份并后续在目标端导入 

shell> cd /data/mysql/backup
shell> mysqldump --no-data --set-gtid-purged=off sbtest>sbtest_schema.sql

4) 批量生成可传输表空间命令

  • discard
    使用concat函数拼接出批量DISCARD TABLESPACE的SQL
shell> cd /data/mysql/backup
shell> mysql -ssre "select concat('ALTER TABLE ',TABLE_SCHEMA,'.',TABLE_NAME,' DISCARD TABLESPACE;') from information_schema.tables where TABLE_SCHEMA='sbtest';" >discard_tbs.sql

## 输出文件如下所示
shell> cat discard_tbs.sql
ALTER TABLE sbtest.sbtest1 DISCARD TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest2 DISCARD TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest3 DISCARD TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest4 DISCARD TABLESPACE;
  • import
    使用concat函数拼接出批量IMPORT TABLESPACE的SQL
shell> cd /data/mysql/backup
shell> mysql -ssre "select concat('ALTER TABLE ',TABLE_SCHEMA,'.',TABLE_NAME,' IMPORT TABLESPACE;') from information_schema.tables where TABLE_SCHEMA='sbtest';">import_tbs.sql

## 输出文件如下所示
shell> cat import_tbs.sql
ALTER TABLE sbtest.sbtest1 IMPORT TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest2 IMPORT TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest3 IMPORT TABLESPACE;
ALTER TABLE sbtest.sbtest4 IMPORT TABLESPACE;

拷贝源端/data/mysql/backup目录下生成的所有相关文件到目标端/data/mysql/backup下

3.目标端操作

1) 备份数据恢复准备

对备份数据进行apply-log日志应用及将数据进行export转换生成配置文件 

shell> innobackupex --apply-log --export /data/mysql/backup/2019-02-22_15-26-20/

## export执行完后sbtest库下备份文件如下所示
## exp结尾的文件为Percona针对Percona XtraDB做export的配置文件
## cfg结尾的文件为Percona针对MySQL可传输表空间export的配置文件

shell>  ll /data/mysql/backup/2019-02-22_15-26-20/sbtest/
总用量 999556
-rw-r----- 1 root root        67 2月  22 15:40 db.opt
-rw-r--r-- 1 root root       569 2月  22 15:53 sbtest1.cfg
-rw-r----- 1 root root     16384 2月  22 15:53 sbtest1.exp
-rw-r----- 1 root root      8632 2月  22 15:40 sbtest1.frm
-rw-r----- 1 root root 255852544 2月  22 15:53 sbtest1.ibd
-rw-r--r-- 1 root root       569 2月  22 15:53 sbtest2.cfg
-rw-r----- 1 root root     16384 2月  22 15:53 sbtest2.exp
-rw-r----- 1 root root      8632 2月  22 15:40 sbtest2.frm
-rw-r----- 1 root root 255852544 2月  22 15:53 sbtest2.ibd
-rw-r--r-- 1 root root       569 2月  22 15:53 sbtest3.cfg
-rw-r----- 1 root root     16384 2月  22 15:53 sbtest3.exp
-rw-r----- 1 root root      8632 2月  22 15:40 sbtest3.frm
-rw-r----- 1 root root 255852544 2月  22 15:53 sbtest3.ibd
-rw-r--r-- 1 root root       569 2月  22 15:53 sbtest4.cfg
-rw-r----- 1 root root     16384 2月  22 15:53 sbtest4.exp
-rw-r----- 1 root root      8632 2月  22 15:40 sbtest4.frm
-rw-r----- 1 root root 255852544 2月  22 15:53 sbtest4.ibd

2) 恢复表结构至目标端

将源端表结构在目标端数据库创建 

shell> cd /data/mysql/backup

## 手工创建sbtest库
shell> mysql -e "create database sbtest;"

## 导入源端对应的表结构
shell> mysql sbtest< sbtest_schema.sql

## 验证
shell> mysql -e "show tables from sbtest;"

3) 舍弃目标端对应表空间文件

shell> cd /data/mysql/backup
shell> mysql <discard_tbs.sql

## 执行后效果如下所示，ibd文件已被舍弃
shell>  ll /data/mysql/data/sbtest/
-rw-r----- 1 mysql mysql   67 2月  22 15:58 db.opt
-rw-r----- 1 mysql mysql 8632 2月  22 15:58 sbtest1.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql 8632 2月  22 15:58 sbtest2.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql 8632 2月  22 15:58 sbtest3.frm
-rw-r----- 1 mysql mysql 8632 2月  22 15:58 sbtest4.frm

4) 拷贝表数据及配置文件到目标端sbtest库数据目录

## 拷贝ibd文件
shell> cp /data/mysql/backup/2019-02-22_15-26-20/sbtest/*.ibd /data/mysql/data/sbtest/

## 拷贝cfg文件
shell> cp /data/mysql/backup/2019-02-22_15-26-20/sbtest/*.cfg /data/mysql/data/sbtest/

## 修改文件权限为mysql用户
shell> chown -R mysql:mysql /data/mysql/data/sbtest

5) 执行导入表空间文件操作

shell> cd /data/mysql/backup

## 出现Warning为可传输表空间正常输出，可忽略,详情可参考下图所示note说明
shell> mysql <import_tbs.sql
Warning (Code 1814): InnoDB: Tablespace has been discarded for table 'sbtest1'
Warning (Code 1814): InnoDB: Tablespace has been discarded for table 'sbtest2'
Warning (Code 1814): InnoDB: Tablespace has been discarded for table 'sbtest3'
Warning (Code 1814): InnoDB: Tablespace has been discarded for table 'sbtest4'

## 可通过MySQL错误日志查看import期间是否存在导入异常
shell> less /data/mysql/data/mysql-error.log

4.建立复制(多源复制)

mysql> CHANGE MASTER TO 
MASTER_HOST='10.186.60.16', 
MASTER_USER='repl', 
MASTER_PORT=3333, 
MASTER_PASSWORD='repl',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000004',
MASTER_LOG_POS=149327998 FOR CHANNEL '10-186-60-16';

mysql> CHANGE REPLICATION FILTER REPLICATE_WILD_DO_TABLE=('sbtest.%');

mysql> START SLAVE FOR CHANNEL '10-186-60-16';
mysql> SHOW SLAVE STATUS FOR CHANNEL '10-186-60-16'\G;

四、参考链接

  • Percona xtrabackup export功能介绍
    • https://www.percona.com/doc/percona-xtrabackup/2.4/xtrabackup_bin/restoring_individual_tables.html
  • MySQL 可传输表空间功能说明
    • https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/tablespace-copying.html
  • 场景示例思路来源博客
    • http://www.cnblogs.com/xuanzhi201111/p/6609867.html

开源分布式中间件DBLE
社区官网：https://opensource.actionsky.com/
GitHub主页：https://github.com/actiontech/dble
技术交流群：669663113

开源数据传输中间件DTLE
社区官网：https://opensource.actionsky.com/
GitHub主页：https://github.com/actiontech/dtle
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