技术分享 | 如何验证 xtrabackup 原理图中文件顺序的正确性

于由陈俊聪发布

背景

有时候我们需要获取文件的创建时间。

例如：我在研究 《xtrabackup 原理图》的时候，想通过观察确认 xtrabackup_log 是最早创建 并且是 最晚保存的文件。我们就需要知道 xtrabackup_logfile 这个文件的创建时间戳和修改时间戳。

复习：Linux关于文件的三个时间戳

Linux 的文件系统保存有三个时间戳，利用 stat 指令查看文件信息可以获取。他们分别是 ATime、MTime 和 CTime

  1. [root@192-168-199-198 backups]# stat 2.txt 
  2.   File: ‘2.txt’
  3.   Size: 16            Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  4. Device: 821h/2081d    Inode: 15          Links: 1
  5. Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  6. Access: 2019-07-23 12:12:14.276981038 +0800
  7. Modify: 2019-07-23 12:12:41.415980158 +0800
  8. Change: 2019-07-23 12:12:41.415980158 +0800
  9.  Birth: -

  • ATime ——文件的最近访问时间

只要读取文件，ATime 就会更新，对应的是 stat 命令获取的 Access 的值。

  1. [root@192-168-199-198 backups]# cat 2.txt   #<-- 读取文件
  2. 121231233123123
  3. [root@192-168-199-198 backups]# stat 2.txt
  4.   File: ‘2.txt’
  5.   Size: 16            Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  6. Device: 821h/2081d    Inode: 15          Links: 1
  7. Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  8. Access: 2019-07-23 12:22:09.644961733 +0800    #<-- 时间变化了
  9. Modify: 2019-07-23 12:12:41.415980158 +0800
  10. Change: 2019-07-23 12:12:41.415980158 +0800
  11.  Birth: -

  • MTime ——文件的内容最近修改的时间

当文件进行被写的时候，MTime 就会更新，对应的是 stat 命令获取的 Modify 的值。
  1. [root@192-168-199-198 backups]# echo hello_world > 2.txt    #<-- 修改文件内容
  2. [root@192-168-199-198 backups]# stat 2.txt
  3.   File: ‘2.txt’
  4.   Size: 12            Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  5. Device: 821h/2081d    Inode: 15          Links: 1
  6. Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  7. Access: 2019-07-23 12:22:09.644961733 +0800
  8. Modify: 2019-07-23 12:26:23.466953503 +0800    #<-- 时间变化了
  9. Change: 2019-07-23 12:26:23.466953503 +0800
  10.  Birth: -

这里不要用vi修改文件内容，因为用vi修改文件内容有可能会引起Inode变更，也就是你观察的文件并不是之前的文件了！这个和vi的原理有关。

  • CTime ——文件属性最近修改的时间

当文件的目录被修改，或者文件的所有者，权限等被修改时，CTime 也就会更新，对应的是 stat 命令获取的 Change 的值。
  1. [root@192-168-199-198 backups]# chmod 777 2.txt   #<-- 修改文件属性
  2. [root@192-168-199-198 backups]# stat 2.txt
  3.   File: ‘2.txt’
  4.   Size: 12            Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  5. Device: 821h/2081d    Inode: 15          Links: 1
  6. Access: (0777/-rwxrwxrwx)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  7. Access: 2019-07-23 12:22:09.644961733 +0800
  8. Modify: 2019-07-23 12:26:23.466953503 +0800
  9. Change: 2019-07-23 12:30:35.830945320 +0800   #<-- 时间变化了
  10.  Birth: -
Linux 无法获取文件创建时间？
现在我们知道了Linux有三种时间，ATime、MTime 和 CTime，那么很好奇为什么没有 CRTime (创建时间) 呢？
对比 Windows 系统 (上图)，Windows 的 NTFS 文件系统里存在三个时间戳，其中就包含了“创建时间”，但在 Linux 的设计哲学上没有文件“创建时间”这么一说，所以早期版本的ext文件系统不支持文件“创建时间”。但从 ext4 版本开始，文件创建时间存储在ext4文件系统的inode中，所以 ext4 文件系统使用特殊方法也是可以获取文件的创建时间的。

也说明了，是否能获取文件的创建时间，和文件系统是否支持有关。

Linux 上获取文件创建时间的步骤

CentOS7 Linux系统自带一个工具，叫做 debugfs，他可以查出 ext4 文件系统上的文件的创建时间。man debugfs 发现工具的描述是 “ext2/ext3/ext4 file system debugger”，所以他是不支持 xfs 文件系统的。

常用的 xfs 文件系统是否支持获取文件创建时间，还有如何获取，这个暂时不清楚，需读者查阅官方文档

1. 获取文件的 inode 号

方法一：
  1. [root@192-168-199-198 backups]# stat /backups/2.txt
  2.   File: ‘/backups/2.txt’
  3.   Size: 30            Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  4. Device: 821h/2081d    Inode: 14    #<--- 这个      Links: 1
  5. Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  6. Access: 2019-07-23 12:49:11.462909146 +0800
  7. Modify: 2019-07-23 12:49:11.462909146 +0800
  8. Change: 2019-07-23 13:08:20.138871900 +0800
  9.  Birth: -
方法二：
  1. [root@192-168-199-198 backups]# ls -i /backups/2.txt
  2. 14 /backups/2.txt

这里，我们获取的 inode 编号是 14。

2. 查找文件所在磁盘路径

  1. [root@192-168-199-198 backups]# df -h
  2. Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
  3. /dev/mapper/centos-root   46G   23G   24G  49% /
  4. devtmpfs                 3.8G     0  3.8G   0% /dev
  5. tmpfs                    3.9G  8.0K  3.9G   1% /dev/shm
  6. tmpfs                    3.9G   12M  3.8G   1% /run
  7. tmpfs                    3.9G     0  3.9G   0% /sys/fs/cgroup
  8. /dev/sdb1                100G   77G   24G  77% /data2
  9. /dev/sdc1                 50G   53M   47G   1% /backups   #<--- 可以看出文件在这里面
  10. /dev/sda1               1014M  142M  873M  14% /boot
  11. tmpfs                    781M     0  781M   0% /run/user/0

磁盘路径为 /dev/sdc1

3. 使用debugfs 查看文件创建时间

  1. [root@192-168-199-198 backups]# debugfs -R 'stat <14>' /dev/sdc1
  2. debugfs 1.42.9 (28-Dec-2013)
  3. Inode: 14   Type: regular    Mode:  0644   Flags: 0x80000
  4. Generation: 737271740    Version: 0x00000000:00000001
  5. User:     0   Group:     0   Size: 30
  6. File ACL: 0    Directory ACL: 0
  7. Links: 1   Blockcount: 8
  8. Fragment:  Address: 0    Number: 0    Size: 0
  9.  ctime: 0x5d369644:211c1170 -- Tue Jul 23 13:08:20 2019
  10.  atime: 0x5d3691c7:6e5dbb68 -- Tue Jul 23 12:49:11 2019
  11.  mtime: 0x5d3691c7:6e5dbb68 -- Tue Jul 23 12:49:11 2019
  12. crtime: 0x5d3691c7:6e5dbb68 -- Tue Jul 23 12:49:11 2019
  13. Size of extra inode fields: 28
  14. EXTENTS:
  15. (0):35337

获取文件创建时间的脚本

鉴于获取文件创建时间步骤操作有点麻烦 (虽然只有三步 ：) )

我这里提供了一个脚本

vi statx

  1. #!/bin/sh

  3. [ $# -ne 1 ] && echo "Usage:     $0 {FILENAME}" && exit 1

  5. INODE=`ls -i $1 |awk '{print $1}'`
  6. FILENAME=$1

  8. #如果传入参数带/，则获取这个传入参数的目录路径并进入目录
  9.  `echo $FILENAME |grep / 1> /dev/null`  &&  { FPWD=${FILENAME%/*};FPWD=${FPWD:=/};cd ${FPWD};FPWD=`pwd`; }  || FPWD=`pwd`



  13. array=(`echo ${FPWD} | sed 's@/@ @g'`)
  14. array_length=${#array[@]}

  16. for ((i=${array_length};i>=0;i--))
  17. do
  18.   unset array[$i]
  19.   SUBPWD=`echo " "${array[@]} | sed 's@ @/@g'`
  20.   DISK=`df -h |grep ${SUBPWD}$ |awk '{print $1}'`
  21.   [[ -n $DISK ]] && break
  22. done



  26. #不是ext4就退出
  27. [[ "`mount |grep ${DISK} |awk '{print $5}'`" != "ext4" ]] && { echo ${DISK} is not mount on type ext4! Only ext4 file system support!;exit 2; }

  29. debugfs -R "stat <${INODE}>" ${DISK}

使用：

  1. chmod +x statx
  2. mv statx /usr/sbin/statx

  4. [root@192-168-199-198 backups]# statx 2.txt
  5. debugfs 1.42.9 (28-Dec-2013)
  6. Inode: 14   Type: regular    Mode:  0644   Flags: 0x80000
  7. Generation: 737271740    Version: 0x00000000:00000001
  8. User:     0   Group:     0   Size: 30
  9. File ACL: 0    Directory ACL: 0
  10. Links: 1   Blockcount: 8
  11. Fragment:  Address: 0    Number: 0    Size: 0
  12.  ctime: 0x5d369644:211c1170 -- Tue Jul 23 13:08:20 2019
  13.  atime: 0x5d36bb8f:56eb1e70 -- Tue Jul 23 15:47:27 2019
  14.  mtime: 0x5d3691c7:6e5dbb68 -- Tue Jul 23 12:49:11 2019
  15. crtime: 0x5d3691c7:6e5dbb68 -- Tue Jul 23 12:49:11 2019
  16. Size of extra inode fields: 28
  17. EXTENTS:
  18. (0):35337

！！！请谨慎在生产环境使用，shell脚本没有做太多的异常处理，不支持管道，不支持目录也没有经过大量的测试

实战

我们回过头来，用这个方法，确认《xtrabackup 原理图》是否准确。

我们需要验证的是:

xtrabackup_log 是最早创建 并且是 最晚保存的文件
1. 创建备份
  1. DATE=`date "+%Y%m%d%H%M%S"`
  2. xtrabackup -uroot -proot \
  3.  -S /tmp/mysql3306.sock \
  4.  --backup \
  5.  --target-dir=/backups/$DATE

2. 查找所有备份文件的crtime

  1. cd /backups/$DATE
  2. >/tmp/1.txt
  3. >/tmp/2.txt
  4. find . -type f >/tmp/1.txt

  6. for i in `cat /tmp/1.txt`
  7. do
  8.   { echo -n $i" ";statx $i 2>/dev/null |grep crtime |awk '{print $7}'; } >>/tmp/2.txt
  9. done

  11. cat /tmp/2.txt |sort -k2 |less
  12. ###以下为输出###
  13. ./ibdata1 23:32:59
  14. ./xtrabackup_logfile 23:32:59 #<---可以看出这个文件是最早创建的
  15. ./mysql/engine_cost.ibd 23:33:00
  16. ./mysql/gtid_executed.ibd 23:33:00
  17. ./mysql/help_category.ibd 23:33:00
  18. ./mysql/help_keyword.ibd 23:33:00
  19. ./mysql/help_relation.ibd 23:33:00
  20. ./mysql/help_topic.ibd 23:33:00
  21. ./mysql/innodb_index_stats.ibd 23:33:00
  22. ./mysql/innodb_table_stats.ibd 23:33:00
  23. ./mysql/plugin.ibd 23:33:00
  24. ./mysql/server_cost.ibd 23:33:00
  25. ./mysql/servers.ibd 23:33:00
  26. ./mysql/slave_master_info.ibd 23:33:00
  27. ./mysql/slave_relay_log_info.ibd 23:33:00
  28. ./mysql/slave_worker_info.ibd 23:33:00
  29. ./mysql/time_zone.ibd 23:33:00
  30. ./mysql/time_zone_leap_second.ibd 23:33:00
  31. ...
  32. ./zabbix/trigger_tag.frm 23:33:09
  33. ./zabbix/users.frm 23:33:09
  34. ./zabbix/users_groups.frm 23:33:09
  35. ./zabbix/usrgrp.frm 23:33:09
  36. ./zabbix/valuemaps.frm 23:33:09
  37. ./zabbix/widget_field.frm 23:33:09
  38. ./zabbix/widget.frm 23:33:09

3. 查找所有备份文件的mtime

  1. >/tmp/1.txt
  2. >/tmp/2.txt
  3. find . -type f >/tmp/1.txt

  5. for i in `cat /tmp/1.txt`
  6. do
  7.   { echo -n $i" ";statx $i 2>/dev/null |grep mtime |awk '{print $7}'; } >>/tmp/2.txt
  8. done

  10. cat /tmp/2.txt |sort -k2 |less
  11. ###以下为输出###
  12. ./ibdata1 23:33:00
  13. ./mysql/engine_cost.ibd 23:33:00
  14. ./mysql/gtid_executed.ibd 23:33:00
  15. ./mysql/help_category.ibd 23:33:00
  16. ./mysql/help_keyword.ibd 23:33:00
  17. ./mysql/help_relation.ibd 23:33:00
  18. ./mysql/help_topic.ibd 23:33:00
  19. ./mysql/innodb_index_stats.ibd 23:33:00
  20. ./mysql/innodb_table_stats.ibd 23:33:00
  21. ./mysql/plugin.ibd 23:33:00
  22. ...
  23. ./xtrabackup_logfile 23:33:09 #<---可以看出这个文件是最后修改和保存的
  24. ./zabbix/acknowledges.frm 23:33:09
  25. ./zabbix/actions.frm 23:33:09
  26. ...
  27. ./zabbix/users_groups.frm 23:33:09
  28. ./zabbix/usrgrp.frm 23:33:09
  29. ./zabbix/valuemaps.frm 23:33:09
  30. ./zabbix/widget_field.frm 23:33:09
  31. ./zabbix/widget.frm 23:33:09
最后，我们通过文件的创建时间和修改时间，实战地验证了《xtrabackup 原理图》的第一和第七步顺序的正确性。

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