【MySQL备份】Percona XtraBackup

这份文档针对的是最新发布的版本：Percona XtraBackup 2.4.29（发布说明）。

Percona XtraBackup是一款针对MySQL系列服务器的开源热备份工具，在备份过程中不会锁定您的数据库。它能够对MySQL 5.1、5.5、5.6和5.7服务器以及带有XtraDB的Percona服务器上的InnoDB、XtraDB和MyISAM表进行数据备份。

注意：

从Percona XtraBackup 2.1版本开始，已移除对InnoDB 5.1内置版本的支持。

如需了解更多关于其众多高级功能的概述，包括功能对比，请参阅“关于Percona XtraBackup”。

无论是对24小时高负载服务器还是低交易量环境，Percona XtraBackup都旨在实现无缝备份，而不会中断生产环境中服务器的性能。我们还提供商业支持合同。

重要提示：

Percona XtraBackup 2.4 不支持对 MySQL 8.0、Percona Server for MySQL 8.0 或 Percona XtraDB Cluster 8.0 中创建的数据库进行备份。请为8.0版本的数据库使用Percona XtraBackup 8.0。

一 介绍

1 关于 Percona XtraBackup

Percona XtraBackup是全球唯一一款开源且免费的MySQL热备份软件，能够为InnoDB和XtraDB数据库执行非阻塞备份。使用Percona XtraBackup，您可以获得以下好处：

• 快速且可靠的备份完成
• 备份期间事务处理不间断
• 节省磁盘空间和网络带宽
• 自动备份验证
• 由于恢复时间更快，因此系统正常运行时间更长

请查看Percona软件和平台生命周期中的兼容性矩阵，了解Percona XtraBackup支持哪些版本的MySQL、MariaDB以及Percona Server for MySQL，并且支持对任何类型的备份进行加密。

Percona XtraBackup支持对InnoDB、Percona XtraDB Cluster和HailDB存储引擎进行非阻塞备份。此外，在备份结束时短暂暂停写入操作，Percona XtraBackup还可以备份以下存储引擎：MyISAM、Merge（.MRG）和Archive（.ARM），包括分区表、触发器和数据库选项。在复制非InnoDB数据时，InnoDB表仍然会被锁定。对于启用了更改页面跟踪的Percona Server with Percona XtraDB Cluster，支持快速增量备份。

重要提示：

• Percona XtraBackup 2.4仅支持Percona XtraDB Cluster 5.7。
• Percona XtraBackup 2.4不支持MyRocks存储引擎或TokuDB存储引擎。
• Percona XtraBackup与MariaDB 10.3及更高版本不兼容。

Percona的企业级商业MySQL支持合同包括了对Percona XtraBackup的支持。我们建议您为关键的生产环境部署提供支持。

Percona XtraBackup有哪些功能？

以下是Percona XtraBackup功能的简短列表。更多信息请参见文档。

• 在不暂停数据库的情况下创建InnoDB热备份
• 对MySQL进行增量备份
• 将压缩的MySQL备份流式传输到另一台服务器
• 在线在MySQL服务器之间移动表
• 轻松创建新的MySQL复制副本
• 在不增加服务器负载的情况下备份MySQL

备份锁是Percona Server 5.6+中提供的FLUSH TABLES WITH READ LOCK的轻量级替代方案。Percona XtraBackup会自动使用它们来复制非InnoDB数据，以避免阻塞修改InnoDB表的DML查询。

Percona XtraBackup根据每秒IO操作的数量进行限速。

在准备紧凑备份时，Percona XtraBackup会跳过次要索引页并在之后重新创建它们。

无论InnoDB版本如何，Percona XtraBackup都可以从完整备份中导出单个表。

使用Percona XtraBackup导出的表可以导入到Percona Server 5.1、5.5或5.6+或MySQL 5.6+中。

2  Percona XtraBackup 如何工作

Percona XtraBackup基于InnoDB的崩溃恢复功能。它首先复制您的InnoDB数据文件，这些数据文件在内部是不一致的；但随后它会对这些文件执行崩溃恢复操作，使它们再次成为一致且可用的数据库。

这之所以可行，是因为InnoDB维护了一个重做日志（也称为事务日志）。该日志记录了InnoDB数据的所有更改。InnoDB启动时，会检查数据文件和事务日志，并执行两个步骤。它将已提交的事务日志条目应用到数据文件中，并对任何修改了数据但未提交的事务执行回滚操作。

Percona XtraBackup的工作原理是，在开始时记住日志序列号（LSN），然后复制数据文件。这个过程需要一些时间，因此如果文件正在更改，则它们会反映数据库在不同时间点的状态。同时，Percona XtraBackup会运行一个后台进程来监控事务日志文件，并从中复制更改。Percona XtraBackup需要持续这样做，因为事务日志是以循环方式写入的，并且可以被重用。自Percona XtraBackup开始执行以来，它需要事务日志记录来记录对数据文件的每次更改。

在可能的情况下，Percona XtraBackup会使用备份锁作为FLUSH TABLES WITH READ LOCK的轻量级替代方案。此功能在Percona Server for MySQL 5.6+中可用。Percona XtraBackup会自动使用此功能来复制非InnoDB数据，以避免阻塞修改InnoDB表的DML查询。当服务器支持备份锁时，xtrabackup将首先复制InnoDB数据，运行LOCK TABLES FOR BACKUP并复制MyISAM表和.frm文件。完成这些操作后，将开始备份文件。它将备份.frm、.MRG、.MYD、.MYI、.TRG、.TRN、.ARM、.ARZ、.CSM、.CSV、.par和.opt文件。

注意

仅对MyISAM和其他非InnoDB表进行锁定，并且仅在Percona XtraBackup完成备份所有InnoDB/XtraDB数据和日志后进行。在可能的情况下，Percona XtraBackup会使用备份锁作为FLUSH TABLES WITH READ LOCK的轻量级替代方案。此功能在Percona Server for MySQL 5.6+中可用。Percona XtraBackup会自动使用此功能来复制非InnoDB数据，以避免阻塞修改InnoDB表的DML查询。

之后，xtrabackup将使用LOCK BINLOG FOR BACKUP来阻止所有可能会更改二进制日志位置或Exec_Master_Log_Pos或Exec_Gtid_Set（即SHOW MASTER/SLAVE STATUS报告的与复制副本上当前SQL线程状态对应的源二进制日志坐标）的操作。然后，xtrabackup将完成复制REDO日志文件并获取二进制日志坐标。完成此操作后，xtrabackup将解锁二进制日志和表。

最后，二进制日志位置将被打印到STDERR，如果一切正常，xtrabackup将退出并返回0。

请注意，xtrabackup的STDERR不会写入任何文件。您需要将其重定向到文件，例如，xtrabackup OPTIONS 2> backupout.log。

它还会在备份目录中创建以下文件。

在准备阶段，Percona XtraBackup将使用复制的事务日志文件对复制的数据文件执行崩溃恢复。完成后，数据库即可恢复和使用。

备份的MyISAM和InnoDB表最终将相互一致，因为在准备（恢复）过程之后，InnoDB的数据会向前滚动到备份完成时的点，而不是回滚到开始时的点。这个时间点与FLUSH TABLES WITH READ LOCK的时间点相匹配，因此MyISAM数据和准备好的InnoDB数据是同步的。

xtrabackup和innobackupex工具都提供了许多前面解释中未提及的功能。手册中进一步详细解释了每个工具的功能。简而言之，这些工具允许您执行诸如流式和增量备份等操作，这些操作可以结合复制数据文件、复制日志文件以及将日志应用到数据来实现。

恢复备份

要使用xtrabackup恢复备份，您可以使用xtrabackup --copy-back或xtrabackup --move-back选项。

xtrabackup将读取my.cnf中的datadir、innodb_data_home_dir、innodb_data_file_path、innodb_log_group_home_dir变量，并检查这些目录是否存在。

它将首先复制MyISAM表、索引等（.frm、.MRG、.MYD、.MYI、.TRG、.TRN、.ARM、.ARZ、.CSM、.CSV、par和.opt文件），然后是InnoDB表和索引，最后是日志文件。在复制文件时，它会保留文件的属性，因此在启动数据库服务器之前，您可能需要将文件的所有权更改为mysql，因为备份文件的所有者将是创建备份的用户。

另外，还可以使用xtrabackup --move-back选项来恢复备份。此选项与xtrabackup --copy-back类似，唯一不同的是，它不是复制文件，而是将它们移动到目标位置。由于此选项会删除备份文件，因此请谨慎使用。当磁盘空间不足以同时存储数据文件和其备份副本时，此选项很有用。

3 理解版本号 

版本号用于标识产品的发布版本。该产品包含发布时最新的通用可用（GA）功能。

Percona采用语义版本号，遵循基础版本和次要构建的格式。Percona为每个次要构建发布分配唯一且递增的非负整数。版本号结合了Percona XtraBackup的基础版本号和次要构建版本号。

Percona并不会为MySQL 5.7的每个发布版本都发布一个新的Percona XtraBackup 2.4版本。Percona XtraBackup 2.4与MySQL 5.7的更新版本兼容。

Percona XtraBackup 2.4.26的版本号定义了以下信息：

• 基础版本 - 最左边的数字表示基于MySQL 5.7的Percona XtraBackup的版本。基础版本升级时，次要构建版本会重置为0。
• 次要构建版本 - 一个内部编号，表示软件的版本。每次发布Percona XtraBackup时，构建版本都会增加1。

二 安装

官方文档支持多种安装方式 使用RPM包 源码编译 ，二进制压缩包等，我们这里使用下载的rpm包进行安装

使用下载的rpm包安装Percona XtraBackup

下载页面:  https://www.percona.com/downloads

从下载页面为您的架构下载所需系列的包。以下示例将下载适用于CentOS 7的Percona XtraBackup 2.4.28发行版包：

wget https://downloads.percona.com/downloads/Percona-XtraBackup-2.4/Percona-XtraBackup-2.4.28/binary/redhat/7/x86_64/percona-xtrabackup-24-2.4.28-1.el7.x86_64.rpm

现在，您可以通过运行以下命令来安装Percona XtraBackup：

yum install -y percona-xtrabackup-24-2.4.28-1.el7.x86_64.rpm

卸载Percona XtraBackup

要完全卸载Percona XtraBackup，您需要删除所有已安装的软件包。

删除软件包：

三 要求

1 连接和所需权限

Percona XtraBackup在创建备份、在某些场景下准备备份以及恢复备份时，需要能够连接到数据库服务器并在服务器上和数据目录（datadir）执行操作。为了执行这些操作，必须满足其执行时的权限和许可要求。

权限指的是系统用户在数据库服务器上被允许执行的操作。这些权限在数据库服务器上设置，并且仅适用于数据库服务器中的用户。

许可是指允许用户在系统上执行操作，如读取、写入或执行某个目录中的文件，或启动/停止系统服务。这些许可在系统级别设置，并且仅适用于系统用户。

无论使用xtrabackup还是innobackupex，都涉及两个主体：调用程序的用户（系统用户）和在数据库服务器上执行操作的用户（数据库用户）。请注意，尽管它们可能有相同的用户名，但它们在不同的地方是不同的用户。

本文档中所有对innobackupex和xtrabackup的调用都假设系统用户具有适当的许可，并且您除了提供执行操作所需的选项外，还提供了连接数据库服务器的相关选项，同时数据库用户具有足够的权限。

连接到服务器

连接到服务器的数据库用户及其密码由xtrabackup的--user和--password选项指定：

$ xtrabackup --user=DVADER --password=14MY0URF4TH3R --backup \
  --target-dir=/data/bkps/
$ innobackupex --user=DBUSER --password=SECRET /path/to/backup/dir/
$ innobackupex --user=LUKE  --password=US3TH3F0RC3 --stream=tar ./ | bzip2 -

如果您不使用xtrabackup的--user选项，Percona XtraBackup将假定执行它的系统用户的名称是数据库用户名。

其他连接选项

根据您的系统，您可能需要指定以下一个或多个选项来连接到服务器：

• --port：使用TCP/IP连接到数据库服务器时要使用的端口。
• --socket：连接到本地数据库时要使用的套接字。
• --host：使用TCP/IP连接到数据库服务器时要使用的主机。

这些选项将原封不动地传递给mysql子进程，详见mysql --help。

注意：在多个服务器实例的情况下，为了xtrabackup能够与正确的服务器通信，必须指定正确的连接参数（端口、套接字、主机）。

所需许可和权限

连接到服务器后，为了执行备份，您需要在服务器的数据目录的文件系统级别具有读取和执行权限。

数据库用户需要对要备份的表/数据库具有以下权限：

• RELOAD和LOCK TABLES（除非指定了--no-lock选项），以便在开始复制文件之前执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK和FLUSH ENGINE LOGS，并且在使用备份锁时需要此权限来LOCK TABLES FOR BACKUP和LOCK BINLOG FOR BACKUP。
• REPLICATION CLIENT以获得二进制日志位置。
• CREATE TABLESPACE以导入表（见恢复单个表）。
• PROCESS以运行SHOW ENGINE INNODB STATUS（这是必需的），并且可选地查看服务器上正在运行的所有线程（见改进的FLUSH TABLES WITH READ LOCK处理）。
• SUPER以在复制环境中启动/停止复制线程，使用XtraDB Changed Page Tracking进行增量备份，以及进行改进的FLUSH TABLES WITH READ LOCK处理。
• CREATE权限以创建PERCONA_SCHEMA.xtrabackup_history数据库和表。
• ALTER权限以升级PERCONA_SCHEMA.xtrabackup_history数据库和表。
• INSERT权限以向PERCONA_SCHEMA.xtrabackup_history表添加历史记录。
• SELECT权限以使用innobackupex --incremental-history-name或innobackupex --incremental-history-uuid功能来查找PERCONA_SCHEMA.xtrabackup_history表中的innodb_to_lsn值。

这些权限的使用情况解释可以在《Percona XtraBackup的工作原理》中找到。

创建一个具有执行完整备份所需最低权限的数据库用户的SQL示例如下：

mysql> CREATE USER 'bkpuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 's3cret';
mysql> GRANT RELOAD, LOCK TABLES, PROCESS, REPLICATION CLIENT ON *.* TO
       'bkpuser'@'localhost';
mysql> FLUSH PRIVILEGES;

2 配置xtrabackup

xtrabackup的所有配置都是通过选项完成的，这些选项的行为与标准的MySQL程序选项完全相同：它们既可以在命令行中指定，也可以通过如/etc/my.cnf这样的文件指定。

xtrabackup二进制文件会按顺序读取任何配置文件中的[mysqld]和[xtrabackup]部分。这样做是为了让它可以从您现有的MySQL安装中读取选项，比如datadir或一些InnoDB选项。如果您想覆盖这些选项，只需在[xtrabackup]部分中指定它们，并且由于它是后面读取的，因此会优先生效。

如果您不想在my.cnf中放置任何配置，也不需要这样做。您可以直接在命令行中指定选项。通常，您可能觉得在my.cnf文件的[xtrabackup]部分中唯一方便放置的是target_dir选项，用于设置备份文件默认放置的目录，例如：

[xtrabackup]
target_dir = /data/backups/mysql/

本手册将假设您没有为xtrabackup设置任何基于文件的配置，因此它总是会显式地显示所使用的命令行选项。有关所有配置选项的详细信息，请参阅选项和变量参考。

xtrabackup二进制文件在my.cnf文件中接受的语法并不完全与mysqld服务器二进制文件相同。出于历史原因，mysqld服务器二进制文件接受带有--set-variable=<variable>=<value>语法的参数，但xtrabackup不理解这种语法。如果您的my.cnf文件中有这样的配置指令，您应该将它们重写为--variable=value语法。

3 系统配置和NFS卷

在大多数系统上，xtrabackup工具不需要特殊配置。但是，xtrabackup的--target-dir所在的存储必须在调用fsync()时表现正常。特别是，我们注意到，未使用sync选项挂载的NFS卷可能不会真正同步数据。因此，如果您将备份存储在使用async选项挂载的NFS卷上，然后尝试从也挂载了该卷的不同服务器准备备份，数据可能会显示为损坏。您可以使用sync挂载选项来避免这个问题。

四 备份场景

1 全备

（1）Creating a backup 创建全备

要创建备份，请使用带有--backup选项的xtrabackup命令。您还需要指定--target-dir选项，该选项定义了备份存储的位置。如果InnoDB数据或日志文件未存储在相同目录中，您可能还需要指定这些文件的位置。如果目标目录不存在，xtrabackup将创建它。如果目录已存在且为空，xtrabackup将成功执行。xtrabackup不会覆盖现有文件，如果尝试这样做，将会遇到操作系统错误17（文件已存在）并导致失败。

要启动备份过程，请运行：

$ xtrabackup --backup --target-dir=/data/backups/

这将在/data/backups/目录下存储备份。如果您指定的是相对路径，则目标目录将相对于当前目录。

在备份过程中，您应该会看到大量输出，显示数据文件正在被复制，以及日志线程反复扫描日志文件并从中复制内容。以下是一个示例，显示了后台日志线程正在扫描日志，以及一个文件复制线程正在处理ibdata1文件：

最后，您应该会看到类似以下的内容，其中<LSN>的值将取决于您的系统：

xtrabackup: 已复制lsn从(<SLN>)到(<LSN>)的事务日志。

注意

日志复制线程每秒检查一次事务日志，以查看是否有需要复制的新日志记录写入，但有可能日志复制线程无法跟上写入事务日志的量，并且当日志记录在被读取之前被覆盖时，会遇到错误。

备份完成后，目标目录将包含如下文件，假设您有一个名为test.tbl1的单个InnoDB表，并且正在使用MySQL的innodb_file_per_table选项：

$ ls -lh /data/backups/

结果如下：

备份可能需要很长时间，具体取决于数据库的大小。但您可以随时安全地取消，因为它不会修改数据库。

下一步是准备恢复备份。

（2） Preparing a backup 准备恢复

使用xtrabackup --backup选项进行备份后，您需要先准备它，然后才能恢复。在准备之前，数据文件并不是时间点一致的，因为它们在程序运行时是在不同时间复制的，而且在这个过程中可能会发生变化。如果您尝试使用这些数据文件启动InnoDB，它将检测到损坏并自行崩溃，以防止您在损坏的数据上运行。xtrabackup --prepare步骤可以使文件在某一瞬间完全一致，这样您就可以在它们上面运行InnoDB。

您可以在任何机器上运行准备操作；它不需要在原始服务器或您打算恢复的服务器上。您可以将备份复制到实用程序服务器并在那里准备它。

注意

您可以使用较新的Percona XtraBackup版本来准备使用较旧版本创建的备份，但反之则不行。在不支持的服务器版本上准备备份时，应使用支持该服务器版本的最新Percona XtraBackup发行版。例如，如果有人使用Percona XtraBackup 1.6创建了MySQL 5.0的备份，那么使用Percona XtraBackup 2.3来准备备份是不受支持的，因为Percona XtraBackup 2.1中已移除了对MySQL 5.0的支持。相反，应该使用2.0系列的最新版本。

在准备操作期间，xtrabackup会启动一种嵌入在其内部的修改过的InnoDB（它链接到的库）。这些修改是必要的，以禁用InnoDB的标准安全检查，比如抱怨日志文件大小不正确，这些对于处理备份来说是不合适的。这些修改仅适用于xtrabackup二进制文件；您不需要修改InnoDB即可使用xtrabackup进行备份。

准备步骤使用此嵌入的InnoDB对复制的数据文件执行崩溃恢复，并使用复制的日志文件。准备步骤的使用非常简单：您只需运行xtrabackup --prepare选项并告诉它要准备哪个目录，例如，要准备之前创建的备份，请运行：

$ xtrabackup --prepare --target-dir=/data/backups/

完成后，您应该会看到InnoDB关闭并显示如下消息，其中LSN的值将取决于您的系统：

InnoDB: Shutdown completed; log sequence number 137345046
160906 11:21:01 completed OK!

后续的所有准备操作都不会更改已经准备好的数据文件，您会看到输出显示：

xtrabackup: This target seems to be already prepared.
xtrabackup: notice: xtrabackup_logfile was already used to '--prepare'.

不建议在准备备份时中断xtrabackup进程，因为这可能会导致数据文件损坏，使备份无法使用。如果准备过程被中断，则不保证备份的有效性。

注意

如果您打算让备份成为进一步增量备份的基础，那么在准备备份时应使用xtrabackup --apply-log-only选项，否则您将无法将增量备份应用到它上面。有关准备增量备份的更多详细信息，请参阅相关文档。

（3） Restoring a Backup 恢复备份

警告

备份需要先准备好才能恢复。

$ xtrabackup --copy-back --target-dir=/data/backups/

如果您不想保留备份，可以使用xtrabackup --move-back选项，这将把备份的数据移动到datadir。

如果您不想使用上述任何选项，还可以使用rsync或cp来恢复文件。

注意

• 在恢复备份之前，datadir必须为空。
• 此外，重要的是要注意，在恢复之前需要关闭MySQL服务器。您不能恢复到正在运行的mysqld实例的datadir（除非在导入部分备份时）。

可以使用以下示例rsync命令来恢复备份：

$ rsync -avrP /data/backup/ /var/lib/mysql/

您应该检查恢复的文件是否具有正确的所有权和权限。

由于文件属性将被保留，在大多数情况下，您需要在启动数据库服务器之前将文件的所有权更改为mysql，因为它们的所有者将是创建备份的用户：

$ chown -R mysql:mysql /var/lib/mysql

现在数据已恢复，您可以启动服务器。

注意

当启用relay-log-info-repository=TABLE时，从备份恢复的实例会在错误日志中出现错误，如下所示：

2019-08-09 12:40:02 69297 [ERROR] Failed to open the relay log '/data/mysql-relay-bin.004349' (relay_log_pos 5534092)

为避免此类问题，请在执行CHANGE MASTER TO之前启用relay_log_recovery或执行RESET SLAVE。

中继日志信息已备份，但已创建新的中继日志，这在恢复期间会造成不匹配。

2 增量备份

3 压缩备份

Percona XtraBackup 支持压缩备份：可以使用 xbstream 对本地或流式备份进行压缩或解压缩。

（1）创建压缩备份

要创建压缩备份，您需要使用 xtrabackup 的 --compress 选项：

$ xtrabackup --backup --compress --target-dir=/data/compressed/

xtrabackup --compress 使用 qpress 工具进行压缩，您可以通过 percona-release 包配置工具安装该工具，如下所示：

$ sudo percona-release enable tools
$ sudo apt update
$ sudo apt install qpress

注意

启用存储库：percona-release enable-only tools release。如果您打算将 Percona XtraBackup 与上游 MySQL 服务器结合使用，则只需启用 tools 存储库：percona-release enable-only tools。

如果要加快压缩速度，可以使用并行压缩，通过 --compress-threads 选项启用。以下示例将使用四个线程进行压缩：

$ xtrabackup --backup --compress --compress-threads=4 \
--target-dir=/data/compressed/

（2）准备备份

在准备备份之前，您必须解压缩所有文件。Percona XtraBackup 实现了 --decompress 选项，可用于解压缩备份。

注意

--parallel 可以与 --decompress 选项一起使用，以同时解压缩多个文件。

Percona XtraBackup 不会自动删除压缩文件。为了清理备份目录，请使用 --remove-original 选项。如果未删除文件，在使用 --copy-back 或 --move-back 时，它们不会被复制到或移动到 datadir。

解压文件后，您可以使用 --prepare 选项准备备份：

检查确认消息

现在，/data/compressed/ 中的文件已准备好供服务器使用。

（3）恢复备份

xtrabackup 有一个 --copy-back 选项，可将备份恢复到服务器的 datadir：

该选项将所有相关数据文件复制回服务器的 datadir，该目录由服务器的 my.cnf 配置文件确定。检查输出的最后一行以获取成功消息：

复制代码

复制数据后，验证文件权限。您可能需要调整权限。例如，以下命令更改文件位置的所有者：

bash复制代码

现在，datadir 包含恢复的数据。您已准备好启动服务器。

4 加密备份

参考

Percona XtraBackup