脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了从源码分析 XtraBackup 的备份原理，脚本宝典觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。

MySQL物理备份工具，常用的有两个：MySQL Enterprise Backup 和 XtraBackup。

前者常用于MySQL企业版，后者常用于MySQL社区版、PErcona Server for MySQL 和 MariaDB。

所以，如果我们使用的是后三者，在实例较大的情况下，一般都会选择XtraBackup作为备份恢复工具。

熟悉一个工具，不仅仅是要了解它的用法，更重要的是掌握用法背后的原理。毕竟，用法只是“术”，原理才是“道”。所谓，明道才能优术。

了解XtraBackup的原理，比较经典的一篇文章是淘宝数据库内核日报的《Percona XtraBackup 备份原理》

但看文章始终有隔靴搔痒之感，而且很多细节性的东西文章也不会提到，譬如我们比较关心的全局读锁。

下面我们就从源码的角度看看XtraBackup的备份原理，主要包括两部分：

1. XtraBackup的备份流程。
2. XtraBackup中全局读锁的加锁逻辑。因篇幅较长，这一部分会放到下篇文章介绍。
@H_406_19@

分析版本：XtraBackup 2.4.24

 

XtraBackup的备份流程

XtraBackup的main函数定义在 storage/innobase/xtrabackup/src/xtrabackup.cc 文件中。

可以看到，对于--backup选项，会调用xtrabackup_backup_func函数。

int ;main(int argc, char **argv){    ... /* --backup */ if (xtrabackup_backup) {  xtrabackup_backup_func(); } /* --stats */ if (xtrabackup_stats) {  xtrabackup_stats_func(server_argc, server_defaults); } /* --PRepare */ if (xtrabackup_prepare) {  xtrabackup_prepare_func(server_argc, server_defaults); } if (xtrabackup_copy_back || xtrabackup_move_back) {  if (!check_if_param_set("datadir")) {   msg("Error: datadir must be specified.n");   exIT(EXIT_FAILURE);  }  mysql_mutex_init(key_LOCK_keyring_operations,     &LOCK_keyring_operations, MY_MUTEX_INIT_FAST);  if (!copy_back(server_argc, server_defaults)) {   exit(EXIT_FAILURE);  }  mysql_mutex_destroy(&LOCK_keyring_operations); }    ... msg_ts("completed OK!n"); exit(EXIT_SUCCESS);}

 

下面重点看看xtrabackup_backup_func函数的处理逻辑。

 

xtrabackup_backup_func

该函数同样位于xtrabackup.cc文件中。

voidxtrabackup_backup_func(void){    ... /* start back ground thread to copy newer LOG */ /* 创建redo log拷贝线程 */ os_thread_id_t log_copying_thread_id; datafiles_iter_t *it;    ... /* get current checkpoint_lsn */ /* Look for the latest checkpoint From any of the log groups */ /* 获取最新的checkpoint lsn */ mutex_enter(&log_Sys->mutex); err = recv_find_max_checkpoint(&max_cp_group, &max_cp_field); if (err != DB_SUCCESS) {  ut_free(log_hdr_buf_);  exit(EXIT_FAILURE); } log_group_header_read(max_cp_group, max_cp_field); buf = log_sys->checkpoint_buf; checkpoint_lsn_start = mach_read_from_8(buf + LOG_CHECKPOINT_LSN); checkpoint_no_start = mach_read_from_8(buf + LOG_CHECKPOINT_NO);    ...   /* copy log file by current position */ /* 从最新的checkpoint lsn开始拷贝redo log */ if(xtrabackup_copy_logfile(checkpoint_lsn_start, FALSE))  exit(EXIT_FAILURE); mdl_taken = true; log_copying_stop = os_event_create("log_copying_stop"); debug_sync_point("xtrabackup_pause_after_redo_catchup"); os_thread_create(log_copying_thread, NULL, &log_copying_thread_id); /* Populate fil_system with tablespaces to copy */ /* 获取ibdata1，undo tablespaces及所有的ibd文件 */ err = xb_load_tablespaces(); if (err != DB_SUCCESS) {  msg("xtrabackup: error: xb_load_tablespaces() failed with"      "error code %lun", err);  exit(EXIT_FAILURE); }    ... /* Create data copying threads */ /* 创建数据拷贝线程 */ data_threads = (data_thread_ctxt_t *)  ut_malloc_nokey(sizeof(data_thread_ctxt_t) *                                xtrabackup_parallel); count = xtrabackup_parallel; mutex_create(LATCH_ID_XTRA_COUNT_MUTEX, &count_mutex);  /* 拷贝物理文件，其中，xtrabackup_parallel是拷贝并发线程数，由--parallel参数指定 */ for (i = 0; i < (uint) xtrabackup_parallel; i++) {  data_threads[i].it = it;  data_threads[i].num = i+1;  data_threads[i].count = &count;  data_threads[i].count_mutex = &count_mutex;  data_threads[i].error = &data_copying_error;  os_thread_create(data_copy_thread_func, data_threads + i,     &data_threads[i].id); }     /* 循环等待，直到拷贝结束 */ /* Wait for threads to exit */ while (1) {  os_thread_sleep(1000000);  mutex_enter(&count_mutex);  if (count == 0) {   mutex_exit(&count_mutex);   break;  }  mutex_exit(&count_mutex); } mutex_free(&count_mutex); ut_free(data_threads); datafiles_iter_free(it); if (data_copying_error) {  exit(EXIT_FAILURE); } if (changed_page_bitmap) {  xb_page_bitmap_deinit(changed_page_bitmap); } }  /* 调用backup_start函数，这个函数会加全局读锁，拷贝非ibd文件 */ if (!backup_start()) {  exit(EXIT_FAILURE); } if(opt_lock_ddl_per_table && opt_debug_sleep_before_unlock){  msg_ts("Debug sleep for %u secondsn",         opt_debug_sleep_before_unlock);  os_thread_sleep(opt_debug_sleep_before_unlock * 1000000); }  /* 读取最新的checkpoint lsn，用于后续的增量备份 */ /* read the latest checkpoint lsn */ latest_cp = 0; {  log_group_t* max_cp_group;  ulint max_cp_field;  ulint err;  mutex_enter(&log_sys->mutex);  err = recv_find_max_checkpoint(&max_cp_group, &max_cp_field);  if (err != DB_SUCCESS) {   msg("xtrabackup: Error: recv_find_max_checkpoint() failed.n");   mutex_exit(&log_sys->mutex);   goto skip_last_cp;  }  log_group_header_read(max_cp_group, max_cp_field);  xtrabackup_choose_lsn_offset(checkpoint_lsn_start);  latest_cp = mach_read_from_8(log_sys->checkpoint_buf +          LOG_CHECKPOINT_LSN);  mutex_exit(&log_sys->mutex);  msg("xtrabackup: The latest check point (for incremental): "      "'" LSN_PF "'n", latest_cp); }skip_last_cp: /* 停止redo log拷贝线程. 将备份的元数据信息记录在XTRABACKUP_METADATA_FILENAME中，即xtrabackup_checkpoints */ /* stop log_copying_thread */ log_copying = FALSE; os_event_set(log_copying_stop); msg("xtrabackup: Stopping log copying thread.n"); while (log_copying_running) {  msg(".");  os_thread_sleep(200000); /*0.2 sec*/ } msg("n"); os_event_destroy(log_copying_stop); if (ds_close(dst_log_file)) {  exit(EXIT_FAILURE); } if (!validate_missing_encryption_tablespaces()) {  exit(EXIT_FAILURE); } if(!xtrabackup_incremental) {  strcpy(metadata_type, "full-backuped");  metadata_from_lsn = 0; } else {  strcpy(metadata_type, "incremental");  metadata_from_lsn = incremental_lsn; } metadata_to_lsn = latest_cp; metadata_last_lsn = log_copy_scanned_lsn; if (!xtrabackup_stream_metadata(ds_meta)) {  msg("xtrabackup: Error: failed to stream metadata.n");  exit(EXIT_FAILURE); }  /* 调用backup_finish函数，这个函数会释放全局读锁 */ if (!backup_finish()) {  exit(EXIT_FAILURE); }    ...}

该函数的处理流程如下：

1. 创建redo log拷贝线程，从最近的checkpoint lsn开始拷贝redo log。
2. 创建数据文件拷贝线程，拷贝ibdata1，undo tablespaces及所有的ibd文件。这里可通过设置--parallel进行多线程备份，提高物理文件的拷贝效率。不设置则默认为1。
3. ibd文件拷贝完成后，调用backup_start函数。
4. 停止redo log拷贝线程。
5. 调用backup_finish函数。

 

接下来重点看看backup_start和backup_finish这两个函数的实现逻辑。

 

backup_start

该函数位于backup_copy.cc文件中。

boolbackup_start(){ /* opt_no_lock指的是--no-lock参数 */ if (!opt_no_lock) { /* 如果指定了--safe-slave-backup，会关闭SQL线程，等待Slave_open_temp_tables变量为0。    如果使用的是statement格式，且使用了临时表，建议设置--safe-slave-backup。    对于row格式，无需指定该选项 */  if (opt_safe_slave_backup) {   if (!wait_for_safe_slave(mysql_connection)) {    return(false);   }  }  /* 调用backup_files函数备份非ibd文件，加了全局读锁还会调用一次。     这一次，实际上针对的是--rsync方式 */  if (!backup_files(fil_path_to_mysql_datadir, true)) {   return(false);  }  history_lock_time = time(NULL);  /* 加全局读锁，如果支持备份锁，且没有设置--no-backup-locks，会优先使用备份锁 */  if (!lock_tables_maybe(mysql_connection,           opt_backup_lock_timeout,           opt_backup_lock_retry_count)) {   return(false);  } } /* 备份非ibd文件 */ if (!backup_files(fil_path_to_mysql_datadir, false)) {  return(false); } // There is no need to stop slave thread before coping non-innodb data when // --no-lock option is used because --no-lock option requires that no DDL or // DML to non-transaction tables can occur. if (opt_no_lock) {  if (opt_safe_slave_backup) {   if (!wait_for_safe_slave(mysql_connection)) {    return(false);   }  } } /* 如果设置了--slave-info，会将SHOW SLAVE STATUS的相关信息，记录在xtrabackup_slave_info中 */ if (opt_slave_info) {  /* 如果之前使用了备份锁，这里会先锁定Binlog（LOCK BINLOG FOR BACKUP）*/  lock_binlog_maybe(mysql_connection, opt_backup_lock_timeout,      opt_backup_lock_retry_count);  if (!write_slave_info(mysql_connection)) {   return(false);  } } /* The only reason why Galera/binlog info is written before wait_for_ibbackup_log_copy_finish() is that after that call the xtrabackup binary will start streamig a temporary copy of REDO log to stdout and thus, any streaming from innobackupex would interfere. The only way to avoid that is to have a single process, i.e. merge innobackupex and xtrabackup. */ if (opt_galera_info) {  if (!write_galera_info(mysql_connection)) {   return(false);  }  write_current_binlog_file(mysql_connection); }     /* 如果--binlog-info设置的是ON（默认是AUTO），则会将SHOW MASTER STATUS的相关信息，记录在xtrabackup_binlog_info中 */ if (opt_binlog_info == BINLOG_INFO_ON) {  lock_binlog_maybe(mysql_connection, opt_backup_lock_timeout,      opt_backup_lock_retry_count);  write_binlog_info(mysql_connection); } if (have_flush_engine_logs) {  msg_ts("Executing FLUSH NO_WRITE_TO_BINLOG ENGINE LOGS...n");  xb_mysql_query(mysql_connection,   "FLUSH NO_WRITE_TO_BINLOG ENGINE LOGS", false); } return(true);}

该函数的处理流程如下：

1. 调用lock_tables_maybe函数加全局读锁。lock_tables_maybe函数的处理逻辑会在下篇文章介绍。

2. 调用backup_files函数备份非ibd文件。具体来说，会备份以下面这些关键字作为后缀的文件。

   const char *ext_list[] = {"frm", "isl", "MYD", "MYI", "MAD", "MAI",                "MRG", "TRG", "TRN", "ARM", "ARZ", "CSM", "CSV", "opt", "par",                NULL};

3. 如果命令行中指定了 --slave-info ，则会执行 SHOW SLAVE STATUS 获取复制的相关信息。

4. 如果命令行中指定了 --binlog-info ，则会执行 SHOW MASTER STATU 获取 Binlog 的位置点信息。binlog-info无需显式指定，因为它的默认值为AUTO，如果开启了Binlog，则为ON。

 

backup_finish

该函数位于backup_copy.cc文件中。

boolbackup_finish(){ /* release all locks */ /* 释放所有锁，如果锁定了Binlog，还会解锁Binlog */ if (!opt_no_lock) {  unlock_all(mysql_connection);  history_lock_time = time(NULL) - history_lock_time; } else {  history_lock_time = 0; }  /* 如果设置了--safe-slave-backup，且SQL线程停止了，会开启SQL线程 */ if (opt_safe_slave_backup && sql_thread_started) {  msg("Starting slave SQL threadn");  xb_mysql_query(mysql_connection,    "START SLAVE SQL_THREAD", false); } /* Copy buffer pool dump or LRU dump */ /* 拷贝ib_buffer_pool和ib_lru_dump文件 */ if (!opt_rsync) {  if (opt_dump_innodb_buffer_pool) {   check_dump_innodb_buffer_pool(mysql_connection);  }  if (buffer_pool_filename && file_exists(buffer_pool_filename)) {   const char *dst_name;   dst_name = trim_dotslash(buffer_pool_filename);   copy_file(ds_data, buffer_pool_filename, dst_name, 0);  }  if (file_exists("ib_lru_dump")) {   copy_file(ds_data, "ib_lru_dump", "ib_lru_dump", 0);  }  if (file_exists("ddl_log.log")) {   copy_file(ds_data, "ddl_log.log", "ddl_log.log", 0);  } } msg_ts("Backup created in directory '%s'n", xtrabackup_target_dir); if (mysql_binlog_position != NULL) {  msg("MySQL binlog position: %sn", mysql_binlog_position); } if (!mysql_slave_position.empty() && opt_slave_info) {  msg("MySQL slave binlog position: %sn",   mysql_slave_position.c_str()); }/* 生成配置文件，backup-my.cnf */ if (!write_backup_config_file()) {  return(false); } /* 将备份的相关信息记录在xtrabackup_info文件中 */ if (!write_xtrabackup_info(mysql_connection)) {  return(false); } return(true);}

该函数的处理流程如下：

1. 释放全局读锁。
2. 拷贝ib_buffer_pool和ib_lru_dump文件。
3. 将备份的相关信息记录在xtrabackup_info文件中。如果设置了--history ，还会将备份信息记录在 PERCONA_SCHEMA库下的xtrabackup_history表中。

 

总结

综合上面的分析，XtraBackup的备份流程如下图所示。



 

脚本宝典总结

以上是脚本宝典为你收集整理的从源码分析 XtraBackup 的备份原理全部内容，希望文章能够帮你解决从源码分析 XtraBackup 的备份原理所遇到的问题。

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