使用Xtrabackup对MySQL做主从复制

2021-10-01 09:22:00

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说明

xtrabackup

mysqldump对于导出10G以下的数据库或几个表，还是适用的，而且更快捷。一旦数据量达到100-500G，无论是对原库的压力还是导出的性能，mysqldump就力不从心了。Percona-Xtrabackup备份工具，是实现MySQL在线热备工作的不二选择，可进行全量、增量、单表备份和还原。（但当数据量更大时，可能需要考虑分库分表，或使用 LVM 快照来加快备份速度了）。
2.2版本xtrabackup能对InnoDB和XtraDB存储引擎的数据库非阻塞地备份，innobackupex通过perl封装了一层xtrabackup，对MyISAM的备份通过加表读锁的方式实现。2.3版本xtrabackup命令直接支持MyISAM引擎。

Xtrabackup优势：

无需停止数据库进行InnoDB热备
增量备份MySQL
流压缩到传输到其它服务器
能比较容易地创建主从同步
备份MySQL时不会增大服务器负载

replication

为什么要做主从复制？

我想这是要在实施以前要想清楚的问题。是为了实现读写分离，减轻主库负载或数据分析？为了数据安全，做备份恢复？主从切换做高可用？
大部分场景下，以上三个问号一主一从都能够解决，而且任何生产环境都建议你至少要有一个从库，假如你的读操作压力特别大，甚至要做一主多从，还可以不同的slave扮演不同的角色，例如使用不同的索引，或者不同的存储引擎，或使用一个小内存server做slave只用于备份。（当然slave太多也会对master的负载和网络带宽造成压力，此时可以考虑级联复制，即 A->B->C ）。
还有需要考虑的是，一主一从，一旦做了主从切换，不通过其它HA（High Available，是双机集群系统简称，指高可用性集群，是保证业务连续性的有效解决方案，一般有两个或两个以上的节点，且分为活动节点及备用节点。）手段干预的话，业务访问的还是原IP，而且原主库很容易就作废了。于是“主-主”复制就产生了，凭借各自不同的server-id，可以避免“A的变化同步到B，B应用变化又同步到A”这样循环复制的问题。但建议是，主主复制，其中一个主库强制设置为只读，主从切换后架构依然是可用的。
复制过程是slave主动向master拉取，而不是master去推的，所以理想情况下做搭建主从时不需要master做出任何改变甚至停服，slave失败也不影响主库。

复制类型

基于语句的复制：STATEMENT
在主服务器上执行的SQL语句，在从服务器上执行同样的语句，有可能会由于SQL执行上下文环境不同而是数据不一致，例如调用NOW()函数。MySQL在5.7.7以前默认采用基于语句的复制，在 5.7.7 及以后版本默认改用 row-based（基于行的）。
基于行的复制：ROW
把改变的内容复制过去，而不是把命令在从服务器上执行一遍。从mysql5.0开始支持，能够严格保证数据完全一致，但此时用mysqlbinlog去分析日志就没啥意义。因为任何一条update语句，都会把涉及到的行数据全部set值，所以binlog文件会比较大。（遇到的一个坑是，迁移时，从库改正了字段默认值定义，但数据在主库更改后，即使产生的新数据默认值是正确的，但基于行的复制依然用不正确的值字段全部更新了）
混合类型的复制: MIXED
默认采用基于语句的复制，一旦发现基于语句的无法精确的复制时，就会采用基于行的复制。

mysql系统库mysql库里面表的日志记录格式需要说明：在通过如INSERT、UPDATE、DELETE、TRUNCATE等方式直接修改数据的语句，使用binlog_format指定的方式记录，但使用GRANT、ALTER、CREATE、RENAME等改动的mysql库里数据的，会强制使用statement-based方式记录binlog。
可以在线修改二进制日志类型，如SET SESSION binlog_format=MIXED;，需要SUPER权限。

复制类型还可以分为：异步复制和半同步复制。
通常没说明指的都是异步，即主库执行完Commit后，在主库写入Binlog日志后即可成功返回客户端，无需等等Binlog日志传送给从库，一旦主库宕机，有可能会丢失日志。而半同步复制，是等待其中一个从库也接收到Binlog事务并成功写入Relay Log之后，才返回Commit操作成功给客户端；如此半同步就保证了事务成功提交后至少有两份日志记录，一份在主库Binlog上，另一份在从库的Relay Log上，从而进一步保证数据完整性；半同步复制很大程度取决于主从网络RTT（往返时延），以插件 semisync_master/semisync_slave 形式存在。

原理

master将改变记录到二进制日志(binary log)中（这些记录叫做二进制日志事件，binary log events）；
slave将master的binary log events拷贝到它的中继日志(relay log)；
slave重做中继日志中的事件，将改变反映它自己的数据。

该过程的第一部分就是master记录二进制日志。在每个事务更新数据完成之前，master在二进制日志记录这些改变。MySQL将事务串行的写入二进制日志，即使事务中的语句都是交叉执行的。在事件写入二进制日志完成后，master通知存储引擎提交事务。
下一步将master的binary log拷贝到它自己的中继日志。首先，slave开始一个工作线程——I/O线程。I/O线程在master上打开一个普通的连接，请求从指定日志文件的指定位置之后的日志内容，然后开始binlog dump process。Binlog dump process从master的二进制日志中读取事件，如果已经跟上master，它会睡眠并等待master产生新的事件。I/O线程将这些事件写入中继日志。
SQL slave thread（SQL从线程）处理该过程的最后一步。SQL线程从中继日志读取事件，并重放其中的事件而更新slave的数据，使其与master中的数据一致。只要该线程与I/O线程保持一致，中继日志通常会位于OS的缓存中，所以中继日志的开销很小。

此外，在master中也有一个工作线程：和其它MySQL的连接一样，slave在master中打开一个连接也会使得master开始一个线程。复制过程有一个很重要的限制——复制在slave上是串行化的，也就是说master上的并行更新操作不能在slave上并行操作。

补充

mysql 5.7开始加入了多源复制，这个特性对同时有很多个mysql实例是很有用的，阿里云RDS（迁移）实现了类似的方式。
从MySQL 5.6.2开始，mysql binlog支持checksum校验，并且5.6.6默认启用（CRC32 ），这对自己模拟实现mysql复制的场景有影响。 >CRC32（Cyclic Redundancy Check）校验实用程序库在数据存储和数据通讯领域，为了保证数据的正确，就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中，CRC是最著名的一种。CRC的全称是循环冗余校验。

主从配置

步骤：主从版本一致—>主库授权复制帐号—>确保开启binlog及主从server_id唯一—>xtrabackup恢复到从库—>记录xtrabackup_binlog_info中binlog名称及偏移量—>从库change master to —>slave start—>检查两个yes。

主库配置

[root@localhost ~]# vim /etc/my.cnf
……
server-id=131
#自定义
log_bin=adailinux1
#指定log前缀
[root@adailinux ~]# /etc/init.d/mysqld restart
Shutting down MySQL...... SUCCESS! 
Starting MySQL.................. SUCCESS!

创建复制账号

在主库操作：

mysql>  GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO ‘rpl‘@‘192.168.8.%‘ IDENTIFIED BY ‘123456‘;

mysql> FLUSH PRIVILEGES;

使用innobackupex备份（恢复）数据

分别在主、从服务器安装innobackupex工具：

安装innobackupex工具：
[root@adailinux ~]# rpm -ivh  http://www.percona.com/downloads/percona-release/redhat/0.1-3/percona-release-0.1-3.noarch.rpm
[root@adailinux ~]#  yum install -y percona-xtrabackup

全量备份

在主服务器操作！
这里假设比较简单的情况：全量备份，全量恢复，不涉及增量。

创建备份用户：
[root@adailinux ~]# mysql -uroot -p‘123456‘
Welcome to the MySQL monitor.
mysql> grant RELOAD, LOCK TABLES, REPLICATION CLIENT on *.* to ‘bakuser‘@‘localhost‘ identified by ‘123456‘;
Query OK, 0 rows affected (0.13 sec)
#该用户只需要有备份权限即可，所以在创建用户时只授予其部分权限
mysql> flush privileges；
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
#刷新！
mysql> quit
Bye

创建备份文件存放目录：
[root@adailinux ~]# mkdir /data/backup

备份：
[root@adailinux ~]# innobackupex --defaults-file=/etc/my.cnf --user=bakuser --password=‘123456‘ -S /tmp/mysql.sock /data/backup

打包备份文件：
[root@adailinux backup]# cd /data/backup/
[root@adailinux backup]# tar -cvf 2017-09-01_00-41-06.tar 2017-09-01_00-41-06

默认会以当天日期+时间戳命名备份目录，如2017-08-31_22-30-51。一般会对它进行tar压缩，由于tar只能单进程，所以往往这个压缩过程会比备份过程耗时2倍还多。拷贝到需要恢复（做从库）的目录。如果手头有一份未压缩的全备数据，要在另一台恢复，其实还不如直接 rsync 过来，将近400G的数据压缩与解压缩过程特别漫长。

使用innobackupex恢复数据

在从服务器操作！

关闭MySQL服务：
[root@adailinux ~]# /etc/init.d/mysqld stop
Shutting down MySQL......... SUCCESS! 
清空/data/mysql/下文件：

创建备份文件存放目录：
[root@adailinux ~]# mkdir /data/backup

拷贝主库中的备份数据到从服务器：
[root@adailinux ~]# scp 192.168.8.131:/data/backup/2017-09-01_00-41-06.tar /data/backup
root@192.168.8.131‘s password: 
2017-09-01_00-41-06.tar                                       100%   20MB  20.1MB/s   00:01    

解包备份文件：
[root@adailinux ~]# cd /data/backup/
[root@adailinux backup]# ls
2017-09-01_00-41-06.tar
[root@adailinux backup]# tar xvf 2017-09-01_00-41-06.tar

开始恢复：
[root@adailinux backup]# innobackupex  --apply-log /data/backup/2017-09-01_00-41-06
[root@adailinux backup]# innobackupex --defaults-file=/etc/my.cnf --copy-back /data/backup/2017-09-01_00-41-06
[root@adailinux ~]# chown -R mysql:mysql /data/mysql
至此，主库中的数据备份到了从库中！

配置从库

[root@adailinux ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
datadir=/data/mysql
socket=/tmp/mysql.sock
server-id=132

注意：

从库的server-id一定不能和主库的一样，否则会出现如下错误：Slave: received end packet FROM server, apparent master shutdown.
从库一般作为只读库使用，所以为安全起见，设置只读 set global read_only=1;可以在从服务器的my.cnf里加入read-only参数来实现这一点，唯一需要注意的一点事read-only仅对没有super权限的用户有效。所以最好核对一下连接从服务器的用户，确保其没有super权限。（本机具有super权限，所以不做该配置）。
关于从库的事件
MYSQL Replication 可以很好的达到你的预期：从库的事件不会自己去执行，主库会把event执行的结果直接同步。在statement模式下，复制的是 event BODY 里的SQL，在row模式下是主库事件执行完成后影响的行精确复制。
从库event_scheduler参数是被忽略的，并且每个event 状态会是SLAVESIDE_DISABLED，但CREATE/ALTER EVENT等操作语句是会复制。主从切换后，从库事件状态会变成ENABLE。
参数调整
从库是不允许写入的，否则数据就不一致了。从库实例的配置可以不要主库那么高，比如原16G的buffer pool，根据用途，从库可以设到4-8G（当时前提是将来你也不打算把它切换为主库用）。相应的，read_buffer_size，sort_buffer_size, query_cache_size 这些读相关参数可以略微增大。当然我一般都懒得去改。
skip-slave-start
主从创建完成后，默认情况下次启动从库，会自动启动复制进程，一般这也正是我们需要的，但在维护阶段时你可能不想从库启动后立即开始复制，--skip-slave-start选项可以帮到你。
log-slave-updates
正常情况从库是不需要写回放日志产生的binlog，无形中增加服务器压力。但如果你想要实现级联复制即A->B->C，B同时是A的从库，也是C的主库，就需要开启 log-bin 和 log-slave-updates 。
正常情况从库是不需要写回放日志产生的binlog，无形中增加服务器压力。但如果你想要实现级联复制即A->B->C，B同时是A的从库，也是C的主库，就需要开启 log-bin 和 log-slave-updates 。
sync_binlog
For the greatest possible durability and consistency in a replication setup using InnoDB with transactions, you should use innodb_flush_log_at_trx_commit=1 and sync_binlog=1 in the master my.cnf file.
上面的话同时也意味着性能最低。可以在这埋点，假如出现慢的情况，把两参数调成2。
过滤表mysql-replica-filter

启动从库

[root@adailinux ~]# /etc/init.d/mysqld start
Starting MySQL.Logging to ‘/data/mysql/adailinux.err‘.
................ SUCCESS!

change master

如在从数据库复制时的备份，必要时使用reset slave all删除所有read log跟连接信息

[root@adailinux ~]# mysql -uroot
mysql> change master to master_host=‘192.168.8.131‘,master_port=3306,master_user=‘rpl‘,master_password=‘123456‘,master_log_file=‘adailinux1.000001‘,master_log_pos=120;
Query OK, 0 rows affected, 2 warnings (0.04 sec)

上面的master_log_file和master_log_pos即是输出的值，也可以在新的数据目录下xtrabackup_binlog_info找到信息。

开启同步：
mysql> start slave;
Query OK, 0 rows affected (0.38 sec)
mysql> show slave status\G
……
Slave_IO_Running: Yes
Slave_SQL_Running: Yes
……

执行show slave status\G命令，出现“Slave_IO_Running: Yes；Slave_SQL_Running: Yes”信息，说明主从同步配置完成。

文件解析

mysql> show slave status\G
      Slave_IO_State: Waiting for master to send event
      Master_Log_File: adailinux1.000001
  Read_Master_Log_Pos: 120
       Relay_Log_File: adailinux-relay-bin.000002
        Relay_Log_Pos: 284
Relay_Master_Log_File: adailinux1.000001
     Slave_IO_Running: Yes
    Slave_SQL_Running: Yes
   Exec_Master_Log_Pos: 120
      Relay_Log_Space: 461
Seconds_Behind_Master: 0

Master_Log_File： I/O线程当前正在读取的主服务器二进制日志文件的名称
Read_Master_Log_Pos：本机I/O线程读取主服务器二进制日志位置
上面2各值，与在主库执行show master status;看到的值如果基本接近，说明从库IO线程已经赶上了主库的binlog。
Relay_Master_Log_File: 由SQL线程执行的包含多数近期事件的主服务器二进制日志文件的名称
Exec_Master_Log_Pos: SQL线程执行来自master的二进制日志最后一个事件位置
与上面的Relay_Master_Log_File一起，同Master_Log_File、Read_Master_Log_Pos比较，能看到SQL线程是否已经赶上从库本地的IO线程。
Slave_IO_Running：I/O线程是否启动并成功连接到主服务器上
一般和下面的Slave_IO_Running和Seconds_Behind_Master一起监控主从健康状态
Slave_SQL_Running：SQL线程是否启动
Seconds_Behind_Master: 从属服务器“落后”多少秒
官网的解释是：The number of seconds that the slave SQL thread is behind processing the master binary log。但是当 SBM 为 0 时也不代表一定没有延迟，因为可能因为网络慢的缘故，从库的IO线程传输binlog太慢，它的SQL线程应用日志很容易就赶上relay log，但实际主库产生的binlog比传输的快，就会造成为0的假象。
有时你反复status会发现 Seconds_Behind_Master 的值在0与一个很大的数之间波动，有可能是主库上执行了一个非常大的event，没执行完毕的时候从库SBM显示为0，event执行完成并传输完binlog后，就会显示SBM非常巨大。（我在从机房迁移mysql到阿里云上部分库老出现这种情况，应该跟网络和大event都有关系）。
另外，relay log 中event记录的时间戳是主库上的时间戳，而SQL thread的时间戳是从库上的，如果主库和从库的时间偏差较大，那么这个SBM的意义就基本不存在了。

参考

使用 Xtrabackup 在线对MySQL做主从复制 http://seanlook.com/2015/12/14/mysql-replicas/