6.5.3 物理备份（Percona XtraBackup）与恢复流程

物理备份采用 Percona XtraBackup 进行热备，适用于 InnoDB 表的全量、增量备份与快速恢复。本节强调备份一致性、资源控制、目录规划与恢复验证，确保业务连续性。

原理草图（物理备份与恢复流程）

适用场景与优势
- 大数据量、低停机窗口：热备不锁表，减少业务影响
- 更快恢复：直接拷贝数据文件，恢复时间短
- 支持增量链路：基于 LSN 的增量备份，节省空间与时间

安装与环境准备
- 版本兼容：MySQL 5.7/8.0 与对应 XtraBackup 版本
- 账号权限：RELOAD, LOCK TABLES, PROCESS, REPLICATION CLIENT
- 目录规划：全量、增量、日志、元数据分离；确保磁盘空间与 IOPS

# Ubuntu/Debian 安装示例
apt-get update
apt-get install -y percona-xtrabackup-80

# CentOS/RHEL 安装示例
yum install -y https://repo.percona.com/yum/percona-release-latest.noarch.rpm
percona-release enable-only tools release
yum install -y percona-xtrabackup-80

# 创建备份用户
mysql -uroot -p -e "
CREATE USER 'backup'@'%' IDENTIFIED BY 'Backup@123';
GRANT RELOAD, LOCK TABLES, PROCESS, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'backup'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;"

# 目录规划
mkdir -p /data/backup/{full,inc,logs,meta}
chown -R mysql:mysql /data/backup

全量备份流程（含命令解释）
1. 执行备份（--parallel 提升速度，--target-dir 指定输出目录）

xtrabackup --backup \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --user=backup --password='Backup@123' \
  --parallel=4 \
  --log=/data/backup/logs/full_20240101.log

备份完成检查（关注 LSN 与状态）

cat /data/backup/full/20240101/xtrabackup_checkpoints
# 预期：backup_type = full-backuped, from_lsn/to_lsn 有效

准备阶段（apply log，使备份可恢复）

xtrabackup --prepare \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --log=/data/backup/logs/prepare_full_20240101.log

归档校验（记录元数据，生成校验和）

tar -czf /data/backup/meta/full_20240101.tar.gz -C /data/backup/full/20240101 .
sha256sum /data/backup/meta/full_20240101.tar.gz > /data/backup/meta/full_20240101.sha256

恢复流程（全量）
1. 停库与清理数据目录

systemctl stop mysqld
mv /var/lib/mysql /var/lib/mysql.bak_$(date +%F)

数据拷贝回放（copy-back）

xtrabackup --copy-back \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --log=/data/backup/logs/copyback_20240101.log

权限修复与启动验证

chown -R mysql:mysql /var/lib/mysql
systemctl start mysqld
mysql -uroot -p -e "SELECT COUNT(*) FROM information_schema.tables;"

增量备份与合并示例

# 第一次增量，基于全量
xtrabackup --backup \
  --target-dir=/data/backup/inc/20240101_01 \
  --incremental-basedir=/data/backup/full/20240101 \
  --user=backup --password='Backup@123'

# 合并增量（apply-log-only 保持可继续合并）
xtrabackup --prepare --apply-log-only \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --incremental-dir=/data/backup/inc/20240101_01

# 若有第二个增量，继续合并
xtrabackup --prepare --apply-log-only \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --incremental-dir=/data/backup/inc/20240101_02

# 最后一轮合并完成后去掉 apply-log-only
xtrabackup --prepare \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101

命令关键参数说明
- --backup：执行备份模式，输出为物理文件
- --prepare：回放 redo/undo，使备份可恢复
- --copy-back：将备份文件拷回 datadir
- --incremental-basedir：指定基准目录（全量或上一次增量）
- --parallel：并行线程数，提高 IO 吞吐

性能与资源控制示例

# 使用 ionice 降低对线上 IO 影响
ionice -c2 -n7 xtrabackup --backup --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --user=backup --password='Backup@123' --parallel=4

# 使用 xbstream 压缩与传输（便于远端归档）
xtrabackup --backup --stream=xbstream --compress \
  --target-dir=/data/backup/full/20240101 \
  --user=backup --password='Backup@123' | ssh backup@10.0.0.2 "cat > /data/archive/full_20240101.xbstream"

排错清单（含定位命令）
- 准备失败：检查 redo/数据页损坏

grep -i "error\|fail" /data/backup/logs/prepare_full_20240101.log

权限错误：确认备份用户权限

mysql -uroot -p -e "SHOW GRANTS FOR 'backup'@'%';"

恢复后启动失败：检查 datadir 与 ib_logfile

ls -l /var/lib/mysql
grep -i "InnoDB" /var/log/mysqld.log | tail -n 50

练习任务
1. 在测试库中创建 1GB 数据表，执行全量备份并恢复到新实例，记录恢复耗时。
2. 模拟增量链路（全量 + 2 次增量），故意跳过一个增量，观察 prepare 的报错并写出原因。
3. 使用 ionice 降低备份优先级，比较备份耗时和业务 QPS 变化。