MYSQL备份恢复知识：第五章：备份原理

MYSQL备份分为逻辑备份和物理备份，本章，主要介绍的内容是物理备份。首先，我们先简要的说明关于逻辑备份的知识。逻辑备份，即导出，使用DUMP工具完成。DUMP从原理上分析，并不适合用于备份，只是一个数据导出工具。当数据量较大时，导出的耗时较长。如果需要导出一致数据，就需要长时间的表级锁。因此，在数据量较小的场景，或非备份用途的导出数据，可以使用此工具。MySQL自带命令MYSQLDUMP，输出文件为纯文本，包括DDL和DML Statement。mysqlpump为高级版本的dump工具，支持多线程等高级功能，并且包括权限的导出。mysqldump不关注引擎类型，它只是逻辑读数据，因此支持全部存储引擎环境，也包括NDB Cluster。
下面，我们开始介绍物理备份。
区别于逻辑备份，物理备份不仅对数据进行备份，也对整个数据库架构进行备份。恢复时，产生的目录与备份的源保持一致。

1 物理备份内容

1.1 备份过程

为了让读者更容易理解，我们通过一个示例图来说明备份的过程：

1. 在t0时刻，开始了备份，将数据文件拷贝到备份存储中；
2. 在t2时刻，数据文件拷贝结束。备份获得了全部的数据文件，但是它们不具备一致性；
3. 在t3时刻，开始拷贝redo归档文件。如果没有开启归档，拷贝redo文件。拷贝的日志范围比数据文件要更延后一些，即比t2的时间点晚一点的t3；
4. 在t4时刻，开始拷贝binary日志。拷贝的日志至少要包括t2到t3的范围，但是要比t3更延后一些至t4；
5. 到t4时刻，一次完整的物理备份结束；
6. 在此后的时刻，可以随时进行binary备份，用于PITR恢复
   

1.2 数据文件备份

MySQL数据库的数据文件，主要是表空间文件，可以直接采用文件拷贝的方式进行备份。在拷贝过程中，数据库有数据写入，因此备份的数据文件是不一致的。这就需要日志备份来配合。

1.3 REDO日志备份

为了保证数据100%的可恢复性，需要启用归档功能（8版本后支持）。尽管REDO日志可以配置为多个文件，并且可以设置非常大的容量，但是依然不能保证全部日志文件在备份前不会被覆盖。
例如，
没有开启归档，REDO日志文件有32个，从#ib_redo381到#ib_redo412。在备份数据文件开始时，相关的REDO信息记录在381中。由于数据库体量大、交易频繁，在数据文件备份结束时，#ib_redo381已经被循环利用，重新置成了#ib_redo413。在进行REDO日志备份时，只包含了#ib_redo382到#ib_redo413。因此，首先备份的数据文件，如果想到与后期备份的数据文件一致，所需的那部分日志所在的文件381已经丢失了。
还是这个场景，如果开始了归档，就不会存在这个问题。在数据文件备份开始前激活了REDO归档，从此该开始REDO会被同时写入指定的归档目录中，直到关闭了归档。因此，在整个备份过程中，所有生成的REDO都被保存在了指定的目录，不论REDO文件如何循环。
备份软件，例如MEB和xTraBackup，都会自动检测是否启用了归档。如果检测到已经启用，会自动在开始备份时激活归档，在备份结束时关闭归档。如果检测到归档没有启用，就会对REDO进行备份，但是不保证100%可恢复。

1.4 BINARY日志备份

日志文件是一系列连续的文件，文件编号持续增加，记录在INDEX文件中。备份以文件拷贝的方式，将全部或部分BINARY日志保存。虽然没有限制拷贝当前正在写入的日志，但是从文件系统调用的层面上看，还是尽量避免。BINARY文件编号最大的一个，是正在使用的，在这之前的编号都已经停止了写入。在备份前，使用FLUSH LOGS命令对日志进行更新，新的日志文件产生，这样包含所需数据的日志文件就停止了写入。例如，当前的日志文件是binlog.000010，如果对它进行备份，可能会对数据库有影响。执行FLUSH命令后，新的binlog.000011产生，binlog.000010停止写入，可以进行拷贝。

2 备份过程简述

2.1 一致性备份

所有非INNODB引擎，都需要使用一致性备份。

1. 对数据库加表级锁，保证没有更新产生；
2. 备份数据文件，可以是快照或文件拷贝方式。快照方式可以大幅缩短数据库加锁的时间，因此这类备份使用快照方式的较多；
3. 在文件拷贝结束或快照结束后，关闭锁；
4. 拷贝Binary日志

2.2 非一致性备份

只有InnoDB引擎支持。

1. 打开实例锁；
2. 激活Redo归档（8.0版本以后）；
3. 开始捕获Redo归档线程；
4. 拷贝全部数据文件；
5. 拷贝Binary日志；
6. 关闭Redo归档；
7. 关闭Redo归档捕获线程；
8. 关闭实例锁；

2.3 混合备份

配置了包括InnoDB等多种引擎的场景。

1. 获取InnoDB和non-InnoDB的数据文件列表
2. 打开实例锁；
3. 激活Redo归档（8.0版本以后）；
4. 开始捕获Redo归档线程；
5. 拷贝全部InnoDB数据文件；
6. 打开表级锁；
7. 拷贝全部non-InnoDB数据文件；
8. 拷贝Binary日志；
9. 关闭Redo归档；
10. 关闭Redo归档捕获线程；
11. 关闭表级锁和实例锁；

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https://edu.csdn.net/lecturer/8135?spm=1002.2001.3001.4144